استفاده از روترها در شبکه به امری متداول تبدیل شده است . یکی از دلایل مهم گسترش استفاده از روتر ، ضرورت اتصال یک شبکه به چندین شبکه دیگر ( اینترنت و یا سایر سایت ها ی از راه دور ) در عصر حاضر است . نام در نظر گرفته شده برای روترها ، متناسب با کاری است که آنان انجام می دهند : " ارسال داده از یک شبکه به شبکه ای دیگر " . مثلا" در صورتی که یک شرکت دارای شعبه ای در تهران و یک دفتر دیگر در اهواز باشد ، به منظور اتصال آنان به یکدیگر می توان از یک خط leased ( اختصاصی ) که به هر یک از روترهای موجود در دفاتر متصل می گردد ، استفاده نمود . بدین ترتیب ، هر گونه ترافیکی که لازم است از یک سایت به سایت دیگر انجام شود از طریق روتر محقق شده و تمامی ترافیک های غیرضروری دیگر فیلتر و در پهنای باند و هزینه های مربوطه ، صرفه جوئی می گردد .
انواع روترها
روترها را می توان به دو گروه عمده سخت افزاری و نرم افزاری تقسیم نمود:
روترهای سخت افزاری : روترهای فوق ، سخت افزارهائی می باشند که نرم افزارهای خاص تولید شده توسط تولید کنندگان را اجراء می نمایند (در حال حاضر صرفا" به صورت black box به آنان نگاه می کنیم ).نرم افزار فوق ، قابلیت روتینگ را برای روترها فراهم نموده تا آنان مهمترین و شاید ساده ترین وظیفه خود که ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است را بخوبی انجام دهند . اکثر شرکت ها ترجیح می دهند که از روترهای سخت افزاری استفاده نمایند چراکه آنان در مقایسه با روترهای نرم افزاری، دارای سرعت و اعتماد پذیری بیشتری می باشند . شکل زیر یک نمونه روتر را نشان می دهد . ( Cisco 2600 Series Multiservice Platform )
روتر های نرم افزاری : روترهای نرم افزاری دارای عملکردی مشابه با روترهای سخت افزاری بوده و مسئولیت اصلی آنان نیز ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است. یک روتر نرم افزاری می تواند یک سرویس دهنده NT ، یک سرویس دهنده نت ور و یا یک سرویس دهنده لینوکس باشد . تمامی سیستم های عامل شبکه ای مطرح ،دارای قابلیت های روتینگ از قبل تعبیه شده می باشند .
در اکثر موارد از روترها به عنوان فایروال و یا gateway اینترنت ، استفاده می گردد . در این رابطه لازم است به یکی از مهمترین تفاوت های موجود بین روترهای نرم افزاری و سخت افزاری ، اشاره گردد : در اکثر موارد نمی توان یک روتر نرم افزاری را جایگزین یک روتر سخت افزاری نمود ، چراکه روترهای سخت افزاری دارای سخت افزار لازم و از قبل تعبیه شده ای می باشند که به آنان امکان اتصال به یک لینک خاص WAN ( از نوع Frame Relay ، ISDN و یا ATM ) را خواهد داد .یک روتر نرم افزاری ( نظیر سرویس دهنده ویندوز ) دارای تعدادی کارت شبکه است که هر یک از آنان به یک شبکه LAN متصل شده و سایر اتصالات به شبکه های WAN از طریق روترهای سخت افزاری ، انجام خواهد شد .
مثال 1 : استفاده از روتر به منظور اتصال دو شبکه به یکدیگر و ارتباط به اینترنت
فرض کنید از یک روتر مطابق شکل زیر به منظور اتصال دو شبکه LAN به یکدیگر و اینترنت ، استفاده شده است . زمانی که روتر داده ای را از طریق یک شبکه LAN و یا اینترنت دریافت می نماید ، پس از بررسی آدرس مبداء و مقصد ، داده دریافتی را برای هر یک از شبکه ها و یا اینترنت ارسال می نماید . روتر استفاده شده در شکل زیر ، شبکه را به دو بخش متفاوت تقسیم نموده است .( دو شبکه مجزاء ) . هر شبکه دارای یک هاب است که تمامی کامپیوترهای موجود در شبکه به آن متصل شده اند . علاوه بر موارد فوق ، روتر استفاده شده دارای اینترفیس های لازم به منظور اتصال هر شبکه به آن بوده و از یک اینترفیس دیگر به منظور اتصال به اینترنت ، استفاده می نماید . بدین ترتیب ، روتر قادر است داده مورد نظر را به مقصد درست ، ارسال نماید .
مثال 2: استفاده از روتر در یک شبکه LAN
فرض کنید از یک روتر مطابق شکل زیر در یک شبکه LAN ، استفاده شده است . در مدل فوق ، هر یک از دستگاههای موجود در شبکه با روتر موجود نظیر یک gateway برخورد می نمایند . بدین ترتیب ، هر یک از ماشین های موجود بر روی شبکه LAN که قصد ارسال یک بسته اطلاعاتی ( اینترنت و یا هر محل خارج از شبکه LAN ) را داشته باشند ، بسته اطلاعاتی مورد نظر را برای gateway ارسال می نمایند . روتر ( gateway ) نسبت به محل ارسال داده دارای آگاهی لازم می باشد . ( در زمان تنظیم خصلت های پروتکل TCP/IP برای هر یک از ماشین های موجود در شبکه یک آدرس IP برای gateway در نظر گرفته می شود ) . شکل زیر نحوه استفاده از یک روتر به منظور دستیابی کاربران به اینترنت در شبکه LAN را نشان می دهد :
مثال 3: استفاده از روتر به منظور اتصال دو دفتر کار
فرض کنید ، بخواهیم از روتر به منظور اتصال دو دفتر کار یک سازمان به یکدیگر ، استفاده نمائیم . بدین منظور هر یک از روترهای موجود در شبکه با استفاده از یک پروتکل WAN نظیر ISDN به یکدیگر متصل می گردند . عملا" ، با استفاده از یک کابل که توسط ISP مربوطه ارائه می گردد ، امکان اتصال به اینترفیس WAN روتر فراهم شده و از آنجا سیگنال مستقیما" به شبکه ISP مربوطه رفته و سر دیگر آن به اینترفیس WAN روتر دیگر متصل می گردد . روترها ، قادر به حمایت از پروتکل های WAN متعددی نظیر Frame Relay , ATM , HDLC و یا PPP ، می باشند .
مهمترین ویژگی های یک روتر :
روترها دستگاههای لایه سوم ( مدل مرجع OSI ) می باشند .
روترها مادامیکه برنامه ریزی نگردند ، امکان توزیع داده را نخواهند داشت .
اکثر روترهای مهم دارای سیستم عامل اختصاصی خاص خود می باشند .
روترها از پروتکل های خاصی به منظور مبادله اطلاعات ضروری خود ( منظور داده نیست ) ، استفاده می نمایند .
نحوه عملکرد یک روتر در اینترنت : مسیر ایجاد شده برای انجام مبادله اطلاعاتی بین سرویس گیرنده و سرویس دهنده در تمامی مدت زمان انجام تراکش ثابت و یکسان نبوده و متناسب با وضعیت ترافیک موجود و در دسترس بودن مسیر ، تغییر می نماید .
روتر و نقش آن در شبکه های WAN
بخش اول : مفاهیم اولیه
روتر یکی از دستگاه های شبکه ای مهم و حیاتی است که از آن در شبکه های LAN و WAN استفاده می گردد .
روتر یک نوع کامپیوتر خاص است که دارای عناصر مشابه یک کامپیوتر استاندارد شخصی نظیر پردازنده ، حافظه ، خطوط داده و اینترفیس های مختلف ورودی و خروجی است. روترها به منظور انجام عملیات بسیار خاص که عموما" نمی توان آنان را توسط کامپیوترهای شخصی انجام داد ، طراحی شده اند . مثلا" با استفاده از روتر می توان دو شبکه را به یکدیگر متصل تا در ادامه امکان مبادله اطلاعات بین آنان فراهم گردد . روتر ، همچنین بهترین مسیر ارسال داده از یک شبکه به شبکه ای دیگر را تعیین می نماید.
با این که می توان از روتر برای تقسیم ( Segmentation ) یک شبکه محلی استفاده نمود ولی مهمترین کاربرد آن به عنوان یک دستگاه شبکه ای در شبکه های WAN می باشد .
WAN ( برگرفته از wide-area network ) ، یک شبکه ارتباطی است که یک حوزه جغرافیائی گسترده نظیر یک شهرستان ، استان و یا کشور را تحت پوشش قرار می دهد. این نوع شبکه ها دارای مشخصات منحصربفرد مختص به خود می باشند که آنان را از یک شبکه محلی متمایز می نماید .
شبکه های WAN دارای تفاوت های عمده ای نسبت به شبکه های LAN می‌باشند . مثلا" برخلاف یک شبکه LAN که ایستگاه ها ، دستگاه های جانبی ، ترمینال ها و سایر دستگاه های موجود در یک ساختمان و یا منطقه جغرافیائی محدود و کوچک را به یکدیگر متصل می نماید ، شبکه های WAN امکان مبادله اطلاعات بین دستگاه های موجود در یک حوزه جغرافیائی گسترده را فراهم می نمایند .
شبکه های WAN در لایه فیزیکی و لایه data link مدل مرجع OSI کار می کنند . با استفاده از این نوع شبکه ها ، می توان شبکه های محلی موجود در مکان های متعدد و مسافت های طولانی را به یکدیگر متصل نمود .
از تکنولوژی های WAN در اکثر موارد به منظور اتصال روترها به یکدیگر استفاده می گردد و روترها با اتصالات مبتی بر WAN با یکدیگر ارتباط برقرار می نمایند . روترها مسئولیت ایجاد ستون فقرات در شبکه های داخلی بزرگ ( اینترانت ) و یا اینترنت را برعهده داشته و در لایه سوم مدل مرجع OSI فعالیت می نمایند ( اتخاذ تصمیم بر اساس آدرس های شبکه ) .
شبکه های WAN در لایه فیزیکی و data link مدل مرجع OSI فعالیت می نمایند . مطلب فوق بدین معنی نمی باشد که پنج لایه دیگر مدل مرجع OSI در شبکه های WAN جایگاهی ندارند . عبارت فوق بر این نکته مهم تاکید می نماید که خصایصی که یک شبکه WAN را از LAN متمایز می نماید در لایه های فیزیکی و data link حضور موثر و کاملا" مشهودی را دارند . به عبارت دیگر ، استانداردها و پروتکل های استفاده شده در شبکه های WAN و در لایه های اول و دوم متفاوت با استانداردها و پروتکل های استفاده شده در شبکه های محلی و در لایه های مشابه می باشد .
برای آشنائی با روتر و نقش آن در شبکه های WAN مطالعه مطالب زیر پیشنهاد می‌گردد :
آشنائی با شبکه های WAN
روتر و جایگاه آن در شبکه های WAN
آشنائی با عناصر داخلی روتر
آشنائی با اینترفیس های روتر