روزنامه سازندگی

آی‌تی اینترنت

منتشر شده در تاریخ شنبه 6 بهمن 1397 ساعت 20:13

دنیـــای شبکه/ مودم‌ها و روترها چیستند و چه کاری انجام می‌دهند؟

علت اینکه امروزه ما می‌توانیم به صورت همزمان درخواست‌های میلیونی خود را به سمت سرور‌های گوگل بفرستیم و در کسری از ثانیه پاسخ خود را دریافت کنیم، تجهیزات پایه شبکه بسیار پیشرفته و سریع است.‌

سهیلا تقوی نژاد، خبرنگار گروه تکنولوژی: دنیای شبکه و تجهیزات مخابراتی بسیار سریع دچار پیشرفت و دگرگونی شده است. علت اینکه امروزه ما می‌توانیم به صورت همزمان درخواست‌های میلیونی خود را به سمت سرور‌های گوگل بفرستیم و در کسری از ثانیه پاسخ خود را دریافت کنیم، تجهیزات پایه شبکه بسیار پیشرفته و سریع است.‌ هاب، سوئیچ، روتر، مودم، اکسس‌پوینت، سرور و... از جمله تجهیزات فیزیکی هستند که کار اصلی ارسال و دریافت اطلاعات را در بستر شبکه انجام می‌دهند. اما جدا از تجهیزات بزرگ و پیچیده که در صنایع مخابرات و فناوری اطلاعات کاربرد دارند، برخی از تجهیزات را می‌توان در تمامی خانه‌ها یافت. ساده‌ترین و پرکاربردترین دستگاهی که امروزه می‌توان آن را تقریبا در هر مکانی یافت، مودم یا روتر است؛ مودم‌های ADSL که باعث ایجاد ارتباط افراد خانه به دنیای اینترنت می‌گردند. این مودم‌ها نسل پیشرفته‌تر مودم‌های Dial Up‌ای هستند که سابقا روی کامپیوتر‌های رومیزی وجود داشتند. اما این مودم‌ها و روترها چیستند و چه کاری انجام می‌دهند؟

آشنایی با روتر

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 یا سایر سایت‌های از راه دور) در عصر حاضر است. نام در نظر گرفته‌شده برای روترها، متناسب با کاری است که آنان انجام می‌دهند: «ارسال داده از یک شبکه به شبکه‌ای دیگر». مثلا در صورتی که یک شرکت دارای شعبه‌ای در تهران و یک دفتر دیگر در اهواز باشد، به منظور اتصال آنان به یکدیگر می‌توان از یک خط leased (اختصاصی) که به هر یک از روترهای موجود در دفاتر متصل می‌گردد، استفاده کرد. بدین ترتیب، هر گونه ترافیکی که لازم است از یک سایت به سایت دیگر انجام شود از طریق روتر محقق شده و تمامی ترافیک‌های غیرضروری دیگر فیلتر و در پهنای باند و هزینه‌های مربوطه، صرفه‌جویی می‌گردد.

انواع روترها

روترها را می‌توان به دو گروه عمده سخت‌افزاری و نرم‌افزاری تقسیم نمود:

روترهای سخت‌افزاری: روترهای فوق،‌ سخت‌افزارهایی هستند که نرم‌افزارهای خاص تولیدشده توسط تولیدکنندگان را اجرا می‌نمایند. درحال‌حاضر صرفا به صورت black box به آنان نگاه می‌کنیم. نرم‌افزار فوق، قابلیت روتینگ را برای روترها فراهم نموده تا آنان مهم‌ترین و شاید ساده‌ترین وظیفه خود را که ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است به‌خوبی انجام دهند. اکثر شرکت‌ها ترجیح می‌دهند که از روترهای سخت‌افزاری استفاده نمایند چراکه آنها در مقایسه با روترهای نرم‌افزاری، دارای سرعت و اعتماد پذیری بیشتری هستند.

روترهای نرم‌افزاری

روترهای نرم‌افزاری دارای عملکردی مشابه با روترهای سخت‌افزاری بوده و مسئولیت اصلی آنان نیز ارسال داده از یک شبکه به شبکه دیگر است. یک روتر نرم‌افزاری می‌تواند یک سرویس‌دهنده NT، یک سرویس‌دهنده نت‌ور یا یک سرویس‌دهنده لینوکس باشد. تمامی سیستم‌های عامل شبکه‌ای مطرح، دارای قابلیت‌های روتینگ از قبل تعبیه‌شده هستند.

در اکثر موارد از روترها به عنوان فایروال و یا gateway اینترنت، استفاده می‌گردد. در این رابطه لازم است به یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های موجود بین روترهای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری، اشاره کرد: در اکثر موارد نمی‌توان یک روتر نرم‌افزاری را جایگزین یک روتر سخت‌افزاری نمود، چراکه روترهای سخت‌افزاری دارای سخت‌افزار لازم و از قبل تعبیه‌شده‌ای هستند‌ که به آنان امکان اتصال به یک لینک خاص WAN (از نوع Frame Relay، ISDN یا ATM) را خواهد داد. یک روتر نرم‌افزاری (نظیر سرویس‌دهنده ویندوز) دارای تعدادی کارت شبکه است که هر یک از آنان به یک شبکهLAN متصل شده و سایر اتصالات به شبکه‌های WAN از طریق روترهای سخت‌افزاری، انجام خواهد شد.

مهم‌ترین ویژگی‌های یک روتر:

روترها دستگاه‌های لایه سوم مدل مرجع OSI هستند. روترها مادامی‌که برنامه‌ریزی نگردند، امکان توزیع داده را نخواهند داشت.

اکثر روترهای مهم دارای سیستم عامل اختصاصی خاص خود هستند.

روترها از پروتکل‌های خاصی به منظور مبادله اطلاعات ضروری خود (منظور داده نیست)، استفاده می‌نمایند.

نحوه عملکرد یک روتر در اینترنت: مسیر ایجادشده برای انجام مبادله اطلاعاتی بین سرویس‌گیرنده و سرویس‌دهنده در تمامی مدت زمان انجام تراکش ثابت و یکسان نبوده و متناسب با وضعیت ترافیک موجود و در دسترس بودن مسیر، تغییر می‌کند. مودم (Modem) چیست و چه کاربردی دارد؟

اولین نقطه شروع برای ارتباط سیستم‌های کامپیوتری با یکدیگر و ایجاد شبکه بزرگی که امروزه اینترنت نام دارد، استفاده از همان زیرساخت‌های پایه مخابراتی بود که از قبل بین خانه‌های افراد وجود داشت؛ بنابراین نیاز بود تا داده دیجیتالی که توسط کامپیوتر تولید می‌شود روی سیم تلفن رفته و به جای صوت، این‌بار داده، باشد که روی سیم منتقل می‌شود.

از آنجایی که سیم‌های تلفن و ارتباطات صوتی توسط ولتاژ‌های آنالوگ ایجاد می‌شدند، از این رو نیاز به دستگاهی بود که این داده‌های دیجیتال کامپیوتر را به داده‌های قابل انتقال آنالوگ تبدیل کرده و همچنین در سمت گیرنده نیز این داده‌های آنالوگ را مجددا به داده‌های دیجیتال تبدیل کند. این دستگاه مودم نام گرفت.

مودم که نام آن برگرفته از دو کلمه modulator–demodulator است، دستگاهی است که کار مدولاسیون داده‌های آنالوگ به دیجیتال و برعکس را انجام می‌دهد. از این رو برای ایجاد یک ارتباط اینترنتی Dial Up نیاز به مودمی است که یک سمت آن به کامپیوتر و طرف دیگر ارتباط به سیم تلفن متصل باشد. از این رو مدول، پلی ارتباطی بین دو دنیای دیجیتال و آنالوگ بود.

شبکه‌ی بی‌سیم مش (MESH)

اما یک تکنولوژی جدید از راه رسیده است که می‌تواند شبکه‌های بی‌سیم را متحول کند. طبیعت این تکنولوژی شبیه به روتر است ولی در نحوه‌ رساندن اطلاعات با آن تفاوت دارد. روتر گجتی واحد است که مانند یک برج رادیویی اتصال اینترنت را منتشر می‌کند. هر چه سیگنال مسافت بیشتری را نسبت به برج طی کند، ضعیف‌تر می‌شود که نتیجه‌ آن کاهش سرعت است. درست مثل زمانی که با خودرو از شهر دور می‌شوید؛ هر چه دورتر شوید، دریافت شبکه‌های رادیویی محلی سخت‌تر می‌شود.

روترها با مشکلات دیگری هم روبه‌رو هستند. برای مثال باند 4/2 گیگاهرتز به خوبی از موانع و دیوارها عبور می‌کند، ولی سرعت کلی آن، عمدتا به دلیل تاثیرپذیری بیشتر از تداخل با شبکه‌ها و دستگاه‌های دیگر، نسبت به باند ۵ گیگاهرتز کمتر است. در سوی مقابل باند ۵ گیگاهرتز سریع‌تر است و تداخل کمتری دارد ولی به راحتی در موانع و دیوارها نفوذ نمی‌کند. یک راه برای حل کردن این مشکلات این است که یک «اکستندر» شبکه بی‌سیم (Wireless Extender) بخرید که گاهی از آن با نام «ریپیتر»(Repeater) هم یاد می‌شود. این دستگاه سیگنال تولیدشده توسط روتر را می‌گیرد و آن را در مسافتی که خارج از برد خود روتر است، تکرار می‌کند. این روش برای از بین بردن نقاط کور مفید است ولی یک اشکال دارد؛ ریپیتر سیگنالی را دریافت می‌کند که از قبل ضعیف شده است، مگر اینکه اتصال بین روتر و اکستندر را با استفاده از کابل و پورت‌های اترنت برقرار کنید. اکستندرها هم در ابعاد مختلف و با قدرت‌های بسیار متنوعی تولید می‌شوند. تکنولوژی جدیدی که قرار است تمام این نگرانی‌ها را کاهش دهد، «شبکه‌ی بی‌سیم مش»(Mesh-based network) است. کیت‌های مربوط به این شبکه‌ها معمولا شامل دو یا سه دستگاه مشابه هستند، بنابراین دیگر با یک روتر و یک اکستندر اختیاری روبه‌رو نیستیم. در این روش یکی از دستگاه‌ها نقش روتر را بازی کرده و داده‌ها را به سایر گره‌ها (nodes) که به صورت بی‌سیم به هم متصل هستند، هدایت می‌کند، بنابراین به جای اینکه یک دستگاه واحد شبکه‌ای شبیه به یک حباب بسازد، چندین دستگاه با همکاری هم فضا را به شکل یک توری پوشش می‌دهند.

این کیت‌ها به صورت خودکار تشخیص می‌دهند که گجت شما باید از باند 4/2 یا ۵ گیگاهرتز استفاده کند. علاوه بر این وقتی که در داخل محیط حرکت می‌کنید، به‌هیچ‌وجه متوجه انتقال اتصال از یک ایستگاه‌ها به ایستگاه دیگر نمی‌شوید. اشکال این تکنولوژی این است که معمولا کیت‌های شبکه‌ مش خیلی ارزان نیستند، بنابراین بهتر است به آن به چشم یک سرمایه‌گذاری بلندمدت نگاه کنید.

دستگاه‌های ترکیبی مودم روتر

متاسفانه برای این رده‌ی خاص از دستگاه‌ها هیچ نام رسمی که مورد پذیرش همه باشد، وجود ندارد. برخی شرکت‌ها از نام Gate way برای آنها استفاده می‌کنند و برخی هم آنها را همان مودم می‌خوانند. در برخی منابع هم از این دستگاه‌ها با نام مودم/روتر ترکیبی یاد می‌شود. در هر حال احتمالا متوجه شده‌اید که این دستگاه‌ها چه چیزی هستند: یک دستگاه همه‌کاره که به نظر شبیه یک مودم عادی است، ولی درون خود یک روتر را هم جای داده. چنین ترکیبی با توجه به اینکه قصد دارید چگونه شبکه‌ی خود را مدیریت کنید، می‌تواند مفید یا بی‌فایده باشد

در یک مودم مستقل شما می‌توانید تنظیمات فایروال، پورت‌های باز، اختصاص آدرس‌ها و… را انجام دهید. روتری که به این مودم وصل می‌شود، علاوه بر تنظیماتی مانند کنترل والدین (Parental Controls) و گزارش کارکرد، یک فایروال دوم را هم برای امنیت بیشتر به مجموعه اضافه می‌کند. وقتی این دو دستگاه با هم ترکیب شوند، فایروال دوم و کنترل احتمالی بیشتر روی تنظیمات شبکه را از دست می‌دهید.

با این حال معمولا دستگاه‌های ترکیبی مودم روتر از نظر سخت‌افزاری تقریبا تمام چیزهایی را که در مودم‌ها و روترها می‌بینیم، در خود دارند. اغلب مودم روترها به چهار پورت اترنت یک گیگابیت مجهز هستند و برخی از آنها برای به اشتراک گذاشتن فایل یا پرینتر روی شبکه، پورت USB هم دارند. مودم روتر معمولا یک یا چند چراغ LED اضافه هم برای نمایش وضعیت شبکه‌ی وای فای و فعال بودن باندهای 4/2 و ۵ گیگاهرتز دارد.