Was ist ein Router und wie funktioniert er?

Haben Sie eine Erhöhung der Internetgeschwindigkeit bei einer Verbindung mit einem Wi-Fi-Netzwerk im Vergleich zur Verwendung eines regulären 4G-Netzwerks festgestellt? Dafür muss ich dem Router danken, er macht unser Surferlebnis reibungslos. Je nachdem, in welchem ​​Land Sie leben, kann der Geschwindigkeitsunterschied das Doppelte oder sogar mehr betragen. Wir leben in einer Zeit, in der die Internetgeschwindigkeit so stark gestiegen ist, dass wir unsere Internetgeschwindigkeit jetzt in Gigabit im Vergleich zu Kilobit vor wenigen Jahren messen. Es ist für uns selbstverständlich, dass wir Verbesserungen bei unseren drahtlosen Geräten sowie neue aufregende Technologien auf dem drahtlosen Markt erwarten.

Was ist ein WLAN-Router?

In einfachen Worten, ein Wi-Fi-Router ist nichts anderes als eine kleine Box mit kurzen Antennen, die dabei helfen, das Internet in Ihrem Haus oder Büro zu übertragen.

Router-Phrase Für ein Gerät, das als Brücke zwischen Modem und Computer fungiert. Wie der Name schon sagt, leitet es den Datenverkehr zwischen den von Ihnen verwendeten Geräten und dem Internet weiter. Die Auswahl des richtigen Routertyps spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung des schnellsten Internet-Erlebnisses, des Schutzes vor Cyber-Bedrohungen, Firewalls usw.

Es ist absolut in Ordnung, wenn Sie keine technischen Kenntnisse haben, wie es geht Router funktioniert. Lassen Sie uns anhand eines einfachen Beispiels verstehen, wie ein Router funktioniert.

Möglicherweise verfügen Sie über eine Vielzahl von Geräten wie Smartphones, Laptops, Tablets, Drucker, Smart-TVs und viele mehr, die mit dem Internet verbunden sind. Zusammen bilden diese Geräte ein Netzwerk, das als Local Area Network (LAN) bezeichnet wird. Das Vorhandensein von Mehr- und Mehr-Geräten in einem LAN verursacht einen unterschiedlichen Bandbreitenverbrauch zwischen den verschiedenen verwendeten Geräten, was zu Internetverzögerungen oder Abstürzen auf einigen Geräten führen kann.

Hier kommt der Router ins Spiel, indem er die nahtlose Übertragung von Informationen durch diese Geräte ermöglicht, indem er den ein- und ausgehenden Datenverkehr auf die bequemste Art und Weise leitet.

Eine der Hauptfunktionen eines Routers besteht darin, als Hub oder Switch zwischen Computern zu fungieren, um eine nahtlose Datenaufnahme und den Wechsel zwischen ihnen zu ermöglichen.

Um all diese riesigen Mengen an ein- und ausgehenden Daten verarbeiten zu können, muss ein Router intelligent sein. Ein Router ist also ein Computer auf seine Art, da er über eine CPU und einen Speicher verfügt, der bei der Verarbeitung von ein- und ausgehenden Daten hilft.

Ein typischer Router führt eine Vielzahl komplexer Funktionen aus, wie z

• Bieten Sie die höchste Sicherheit durch die Firewall
• Übertragen Sie Daten zwischen Computern oder Netzwerkgeräten, die dieselbe Internetverbindung verwenden
• Ermöglichen Sie die Nutzung des Internets auf mehreren Geräten gleichzeitig

Was sind die Vorteile eines Routers?

1. Bietet schnellere WLAN-Signale

Neuere WLAN-Routermodelle verwenden Layer-3-Hardware, die normalerweise von 2.4 GHz bis 5 GHz reicht, wodurch schnellere WLAN-Signale und eine größere Reichweite als bei früheren Standards bereitgestellt werden.

2. Zuverlässigkeit

Der Router isoliert ein betroffenes Netzwerk und leitet Daten durch andere perfekt funktionierende Netzwerke weiter, was ihn zu einer vertrauenswürdigen Quelle macht.

3. Portabilität

Ein WLAN-Router macht eine kabelgebundene Verbindung zu Geräten durch die Übertragung von Wi-Fi-Signalen überflüssig und gewährleistet so ein Höchstmaß an Portabilität eines Netzwerks verbundener Geräte.

Es gibt zwei verschiedene Arten von Routern:

a) Kabelgebundener Router: Verbindet sich direkt mit Computern über Kabel über einen dedizierten Port, der es dem Router ermöglicht, Informationen zu verteilen

b) WLAN-Router: Es ist ein moderner Router, der Informationen über Antennen drahtlos an mehrere Geräte verteilt, die mit seinem lokalen Netzwerk verbunden sind.

Um die Funktionsweise des Routers zu verstehen, müssen wir zunächst die Komponenten betrachten. Zu den Grundkomponenten des Routers gehören:

• Central Processing Unit (CPU): Es ist der primäre Controller des Routers, der die Betriebssystembefehle des Routers ausführt. Es hilft auch bei der Systemkonfiguration, der Steuerung der Netzwerkschnittstelle usw.
  ROM: Das ROM enthält dieses Bootprogramm und die Power On Diagnostic Software (POST)
  RAM: RAM speichert Routing-Tabellen und laufende Konfigurationsdateien. Der Inhalt des RAM wird beim Ein- und Ausschalten des Routers gelöscht.
  NVRAM: Nichtflüchtiger RAM verwaltet die Startkonfigurationsdatei. Im Gegensatz zum RAM speichert es Inhalte auch nach dem Ein- und Ausschalten des Routers
  Flash-Speicher: Es speichert Betriebssystem-Images und fungiert als programmierbare CD.
  Netzwerk Schnittstellen: Schnittstellen sind die physischen Kommunikationsports, die den Anschluss verschiedener Kabeltypen an den Router ermöglichen, wie Ethernet, Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Integrated Services Digital Network (ISDN) usw.
  Busse: Der Bus fungiert als Kommunikationsbrücke zwischen der CPU und der Schnittstelle, die bei der Übertragung von Datenpaketen hilft.

Welche Funktionen hat ein Router?

Routing

Eine der Hauptfunktionen eines Routers besteht darin, Datenpakete über den in der Routingtabelle angegebenen Pfad weiterzuleiten.

Es verwendet einige vorkonfigurierte interne Direktiven, die als statische Methoden bezeichnet werden, um Daten zwischen eingehenden und ausgehenden Schnittstellenverbindungen weiterzuleiten.

Ein Router kann auch dynamisches Routing verwenden, da er Datenpakete basierend auf den Bedingungen innerhalb des Systems über verschiedene Pfade weiterleitet.

Statisches Routing bietet mehr Sicherheit für das System als dynamisches, da sich die Routing-Tabelle nicht ändert, es sei denn, der Benutzer ändert sie manuell.

Titelauswahl

Router ziehen mehrere Alternativen in Betracht, um dasselbe Ziel zu erreichen. Dies wird als Pfadbestimmung bezeichnet. Die zwei wichtigsten Faktoren, die zur Bestimmung des Pfads verwendet werden, sind:

• Informationsquelle oder Routingtabelle
• Die Kosten für jede Route – metrisch
• Um den optimalen Pfad zu ermitteln, sucht der Router in der Routing-Tabelle nach einer Netzwerkadresse, die genau mit der IP-Adresse des Zielpakets übereinstimmt.

Routingtabellen

Die Routing-Tabelle enthält eine Network Intelligence-Schicht, die den Router anweist, Datenpakete an das Ziel weiterzuleiten. Es enthält die Netzwerkzuordnungen, die dem Router helfen, die Ziel-IP-Adresse bestmöglich zu erreichen. Die Routing-Tabelle enthält die folgenden Informationen:

• Netzwerk-ID - Ziel-IP-Adresse
• Metrik - der Pfad, über den ein Datenpaket gesendet werden soll.
• Hop - ist das Tor, durch das Datenpakete gesendet werden müssen, um das endgültige Ziel zu erreichen.

الأمان

Der Router bietet dem Netzwerk eine zusätzliche Sicherheitsebene, indem er eine Firewall verwendet, die jede Art von Cyberkriminalität oder Hacking verhindert. Eine Firewall ist ein spezialisiertes Programm, das die von Paketen empfangenen Daten analysiert und das Netzwerk vor Cyberangriffen schützt.

Router bieten auch ein virtuelles privates Netzwerk (VPN), das eine zusätzliche Ebene der Netzwerksicherheit bietet und somit eine sichere Verbindung herstellt.

Versandplan

Die Weiterleitung ist der eigentliche Vorgang des Sendens von Datenpaketen über Schichten hinweg. Die Routingtabelle hilft dabei, den bestmöglichen Pfad zu bestimmen, während die Umleitungstabelle den Pfad in die Tat umsetzt.

Wie funktioniert der Router?

• Der Router liest die Ziel-IP-Adresse des eingehenden Datenpakets
• Basierend auf diesem eingehenden Datenpaket wählt es den passenden Pfad anhand von Routing-Tabellen aus.
• Die Datenpakete werden dann mithilfe der Weiterleitungstabelle über Hops an die endgültige Ziel-IP-Adresse weitergeleitet.
• In einfachen Worten ist Routing der Vorgang, Datenpakete von Ziel A zu Ziel B unter Verwendung der erforderlichen Informationen optimal zu senden.

Schalten

Der Switch spielt eine sehr wichtige Rolle beim Austausch von Informationen zwischen Geräten, die miteinander verbunden sind. Switches werden im Allgemeinen für größere Netzwerke verwendet, bei denen alle miteinander verbundenen Geräte ein lokales Netzwerk (LAN) bilden. Im Gegensatz zu einem Router sendet der Switch Datenpakete nur an ein bestimmtes vom Benutzer konfiguriertes Gerät.

Wir können Mehr an einem kleinen Beispiel verstehen:

Angenommen, Sie möchten Ihrem Freund auf WhatsApp ein Bild senden. Sobald Sie das Foto Ihres Freundes posten, werden die Quell- und Ziel-IP-Adresse bestimmt, und das Foto wird in kleine Stücke, sogenannte Datenpakete, zerlegt, die an das endgültige Ziel gesendet werden müssen.

Es hilft dem Router, den optimalen Weg zu kennen, um diese Datenpakete mithilfe von Routing- und Weiterleitungsalgorithmen an die Ziel-IP-Adresse zu übertragen und den Datenverkehr über das Netzwerk zu verwalten. Wenn einer der Pfade überlastet ist, findet der Router alle möglichen alternativen Pfade, um Pakete an die Ziel-IP-Adresse zu liefern.

WLAN-Router

Heute sind wir von mehr Wi-Fi-Zugangspunkten umgeben als jemals zuvor in der Geschichte, die sich alle anstrengen, um immer mehr datenhungrige Geräte zu bedienen.

Es gibt so viele starke und schwache Wi-Fi-Signale, dass, wenn wir eine spezielle Art und Weise hätten, sie zu sehen, es so viel Luftraumverschmutzung geben würde.

Wenn wir jetzt Bereiche mit hoher Dichte und hoher Nachfrage wie Flughäfen, Cafés, Veranstaltungen usw. betreten, konzentrieren sich viele Benutzer immer mehr auf drahtlose Geräte. Je mehr Menschen versuchen, sich mit dem Internet zu verbinden, desto stärker wird der Zugangspunkt der enormen Nachfrage gerecht. Dies reduziert die für jeden Benutzer verfügbare Bandbreite und reduziert die Geschwindigkeit erheblich, was zu Latenzproblemen führt.

Die 802.11 Wi-Fi-Familie stammt aus dem Jahr 1997, und jedes Update zur Verbesserung der Wi-Fi-Leistung wurde seitdem in drei Bereichen durchgeführt, die auch als Maßstab für die Verfolgung von Verbesserungen verwendet wurden, nämlich

• Änderung
• räumliche Ströme
• Kanallink

Bearbeiten Es ist der Prozess der Bildung einer analogen Welle, um Daten zu übertragen, genau wie jeder Ton auf und ab geht, bis er unser Ohr (den Empfänger) erreicht. Diese spezielle Welle ist als eine Frequenz definiert, bei der Amplitude und Phase moduliert werden, um dem Ziel eindeutige Informationsbits anzuzeigen. Je stärker die Frequenz, desto besser die Verbindung, aber genau wie beim Ton können wir nicht viel tun, um die Lautstärke zu erhöhen, wenn Störungen durch andere Töne auftreten, bei denen es sich um drahtlose Signale handelt, in unserem Fall leidet die Qualität.

Räumliche Bäche sind so, als ob mehrere Wasserströme aus derselben Flussquelle kommen. Die Quelle des Flusses mag sehr mächtig sein, aber ein einzelner Strom kann nicht so viel Wasser transportieren, daher wird er in mehrere Ströme unterteilt, um das ultimative Ziel zu erreichen, sich in einem gemeinsamen Reservat zu treffen.

Wi-Fi tut dies durch die Verwendung mehrerer Antennen, bei denen mehrere Datenströme gleichzeitig mit dem Zielgerät interagieren, dies wird als MIMO (Multiple Input - Multiple Output) bezeichnet.

Wenn diese Interaktion zwischen mehreren Zielen stattfindet, wird sie als Multi-User (MU-MIMO) bezeichnet, aber hier ist der Haken: "Die Ziele müssen weit genug voneinander entfernt sein."

Jedes Mal, wenn das Netzwerk auf einem einzigen Kanal läuft, ist die Kanalbindung nichts anderes als das Zusammenführen kleinerer Unterabschnitte einer bestimmten Frequenz, um die Leistung zwischen den Zielgeräten zu erhöhen. Das Funkspektrum ist auf bestimmte Frequenzen und Kanäle beschränkt. Leider arbeiten die meisten Geräte auf der gleichen Frequenz. Selbst wenn wir die Kanalbindung erhöhen, treten andere externe Störungen auf, die die Signalqualität verschlechtern.

Was unterscheidet Wi-Fi 6 von seinem Vorgänger?

Kurz gesagt haben sich Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit, Stabilität, Anzahl der Verbindungen und Energieeffizienz verbessert.

Wenn wir uns näher damit befassen, bemerken wir, was Wi-Fi 6 so vielseitig macht, dass es eine vierte Metrik der Übertragungseffizienz hinzufügt. Während dieser ganzen Zeit haben wir die begrenzten Ressourcen von RF nicht berücksichtigt. Somit füllen Geräte mehr Kanäle oder Frequenzen als benötigt und sind viel länger als nötig verbunden, in einfachen Worten, ein sehr ineffizientes Durcheinander.

Wi-Fi 6 (802.11 ax) behebt dieses Problem mit OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), bei dem die Datenübertragung optimiert und kombiniert wird, um nur die erforderliche Menge an Ressourcen zu verwenden. Dies wird von einem Access Point eingestellt und gesteuert, um die erforderliche Datennutzlast bereitzustellen, und verwendet einen Downlink- und Uplink-MU-MIMO-Link (Multi-User, Multiple Input, Multiple Output), um die Effizienz der Datenübertragung zwischen Geräten zu erhöhen. Mit OFDMA können WLAN-Geräte mit höherer Geschwindigkeit und gleichzeitig parallel Datenpakete im lokalen Netzwerk senden und empfangen.

Die parallele Datenübertragung verbessert die Fähigkeit, Daten auf sehr effiziente Weise über das Netzwerk zu übertragen, ohne einen Abfall der bestehenden Downlink-Geschwindigkeiten zu verursachen.

Was passiert mit meinen alten WLAN-Geräten?

Dies ist ein neuer Wi-Fi-Standard, der von der International Wi-Fi Alliance im September 2019 definiert wurde. Wi-Fi 6 ist abwärtskompatibel, es gibt jedoch einige kosmetische Änderungen.

Jedes Netzwerk, mit dem wir uns verbinden, arbeitet mit einer anderen Geschwindigkeit, Reaktionszeit und Bandbreite, auf die eine bestimmte Nachricht nach 802.11 geantwortet wird, wie 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n und 802.11ac, die die Besten von uns verblüfft haben.

Mit Wi-Fi 6 ist all diese Verwirrung vorbei, und die Wi-Fi Alliance hat die Namenskonvention mit diesem geändert. Jede vorherige Wi-Fi-Version wird zur einfacheren Darstellung zwischen Wi-Fi 1-5 nummeriert.

Fazit

Ein gutes Verständnis des Routergeschäfts hilft uns bei der Navigation und Lösung verschiedener Probleme, auf die wir stoßen können Routere sowie WLAN-Router. Wir haben viel Wert auf Wi-Fi 6 gelegt, da es sich um eine neue aufkommende drahtlose Technologie handelt, mit der wir Schritt halten müssen. Wi-Fi ist im Begriff, unsere Kommunikationsgeräte, aber auch unsere Alltagsgegenstände wie Kühlschränke, Waschmaschinen, Autos usw. Aber egal wie sich die Technologie verändert hat, ich habe die Grundlagen diskutiert, wie Routing, Routing-Tabellen, Rerouting, Switches, Hubs usw. sind immer noch die kritische treibende Idee hinter den aufregenden Entwicklungen, die unser ganzes Leben für immer verändern werden.