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Was ist ein Router und wie funktioniert er?

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Veröffentlicht amZuletzt aktualisiert: 16. Februar 2021

Haben Sie bemerkt, dass die Geschwindigkeit Ihres Internets zunimmt, wenn Sie mit Wi-Fi verbunden sind, im Gegensatz zu uns, wenn Sie nur das normale verwenden 4G-Netz ? Nun, dafür müssen Sie dem Wi-Fi-Router danken, er macht unser Surferlebnis nahtlos. Je nachdem, in welchem ​​Land Sie leben, kann die Geschwindigkeitsabweichung doppelt so hoch sein, wenn nicht sogar mehr. Wir leben in einer Zeit, in der die Geschwindigkeit des Internets so stark angestiegen ist, dass wir unsere Internetgeschwindigkeit jetzt in Gigabit messen, im Gegensatz zu Kilobit noch vor ein paar Jahren. Es ist selbstverständlich, dass wir mit dem Aufkommen neuer aufregender Technologien, die auf dem drahtlosen Markt auftauchen, auch Verbesserungen bei unseren drahtlosen Geräten erwarten.



Was ist ein Router und wie funktioniert er?

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Was ist ein WLAN-Router?

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

Ein Router ist ein Hardwaregerät, das als Brücke zwischen dem Modem und dem 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 Interneterlebnisses, des Schutzes vor Cyber-Bedrohungen, Firewalls usw.



Es ist völlig in Ordnung, wenn Sie keine technischen Kenntnisse darüber haben, wie ein 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 vieles mehr, die mit dem Internet verbunden werden. Diese Geräte bilden zusammen ein Netzwerk, das als das bezeichnet wird Lokales Netzwerk (LAN). Das Vorhandensein von immer mehr Geräten auf der LAN führt zum Verbrauch unterschiedlicher Bandbreiten auf verschiedenen verwendeten Geräten, was bei einigen Geräten zu Verzögerungen oder Unterbrechungen des Internets führen kann.



Hier kommt der Router ins Spiel, indem er die nahtlose Übertragung von Informationen über diese Geräte ermöglicht, indem er den ein- und ausgehenden Datenverkehr so ​​effizient wie möglich leitet.

Eine der Hauptfunktionen eines Routers besteht darin, als Hub oder Switch zwischen Computern, was eine nahtlose Datenassimilation und -übertragung zwischen ihnen ermöglicht.

Um all diese riesigen Mengen an ein- und ausgehenden Daten zu verarbeiten, muss der Router intelligent sein, und daher ist ein Router auf seine eigene Weise ein Computer, da er einen hat CPU & Speicher, was hilft, mit eingehenden und ausgehenden Daten umzugehen.

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

  1. Bereitstellung der höchsten Sicherheitsstufe von der Firewall
  2. Datenübertragung zwischen Computern oder Netzwerkgeräten, die dieselbe Internetverbindung verwenden
  3. Ermöglichen Sie die Nutzung des Internets auf mehreren Geräten gleichzeitig

Was sind die Vorteile eines Routers?

1. Liefert schnellere WLAN-Signale

Die modernen Wi-Fi-Router verwenden Layer-3-Geräte, die typischerweise eine Reichweite von 2,4 GHz bis 5 GHz haben, was dazu beiträgt, schnellere Wi-Fi-Signale und eine größere Reichweite als die vorherigen Standards bereitzustellen.

2. Zuverlässigkeit

Ein Router isoliert ein betroffenes Netzwerk und leitet die Daten durch andere einwandfrei funktionierende Netzwerke, was ihn zu einer zuverlässigen Quelle macht.

3. Portabilität

Ein drahtloser Router eliminiert die Notwendigkeit einer kabelgebundenen Verbindung mit den Geräten, indem er Wi-Fi-Signale sendet, wodurch ein Höchstmaß an Portabilität eines Netzwerks verbundener Geräte sichergestellt wird.

Es gibt zwei verschiedene Arten von Routern:

a) Kabelgebundener Router: Es wird direkt mit den Computern über Kabel über einen dedizierten Port verbunden, der es dem Router ermöglicht, Informationen zu verteilen

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

Um die Funktionsweise eines Routers zu verstehen, müssen wir uns zunächst mit den Komponenten befassen. Zu den Grundkomponenten eines Routers gehören:

    ZENTRALPROZESSOR:Es ist der primäre Controller des Routers, der die Befehle des Betriebssystems des Routers ausführt. Es hilft auch bei der Systeminitialisierung, Netzwerkschnittstellensteuerung usw. ZIMMER:Der Nur-Lese-Speicher enthält das Bootstrap-Programm und Power-On-Diagnoseprogramme (POST) RAM:Der Arbeitsspeicher speichert die Routing-Tabellen und die laufenden Konfigurationsdateien. Der Inhalt der RAM werden beim Ein- und Ausschalten des Routers gelöscht. NVRAM:Der nichtflüchtige RAM enthält die Startkonfigurationsdatei. Im Gegensatz zum RAM speichert es den Inhalt auch nach dem Ein- und Ausschalten des Routers Flash-Speicher:Es speichert die Images des Betriebssystems und arbeitet als umprogrammierbar ZIMMER. Netzwerk Schnittstellen:Die Schnittstellen sind die physischen Verbindungsports, die es ermöglichen, verschiedene Arten von Kabeln mit dem Router zu verbinden, wie Ethernet, Faserverteilte Datenschnittstelle (FDDI), Integrated Services Digital Network (ISDN) usw. Busse:Der Bus fungiert als Kommunikationsbrücke zwischen der CPU und der Schnittstelle, was bei der Übertragung der Datenpakete hilft.

Welche Funktionen hat ein Router?

Routing

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Eine der Hauptfunktionen eines Routers besteht darin, die Datenpakete über die in der Routing-Tabelle angegebene Route weiterzuleiten.

Es verwendet bestimmte interne vorkonfigurierte Anweisungen, die als statische Routen bezeichnet werden, um Daten zwischen eingehenden und ausgehenden Schnittstellenverbindungen weiterzuleiten.

Der Router kann auch dynamisches Routing verwenden, bei dem er die Datenpakete abhängig von den Bedingungen innerhalb des Systems über verschiedene Routen weiterleitet.

Das statische Routing bietet dem System im Vergleich zum dynamischen mehr Sicherheit, da sich die Routing-Tabelle nicht ändert, es sei denn, der Benutzer ändert sie manuell.

Empfohlen: Beheben Sie, dass der WLAN-Router ständig die Verbindung trennt oder abbricht

Pfadbestimmung

Die Router berücksichtigen mehrere Alternativen, um dasselbe Ziel zu erreichen. Dies wird Pfadbestimmung genannt. Die zwei Hauptfaktoren, die für die Pfadbestimmung berücksichtigt werden, sind:

  • Die Informationsquelle oder die Routing-Tabelle
  • Die Kosten für jeden Pfad – Metrik

Um den optimalen Pfad zu ermitteln, durchsucht der Router die Routing-Tabelle nach einer Netzwerkadresse, die vollständig mit der IP-Adresse des Zielpakets übereinstimmt.

Routing-Tabellen

Die Routingtabelle verfügt über eine Netzwerkintelligenzschicht, 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:

  1. Netzwerk-ID – Die Ziel-IP-Adresse
  2. Metrik – der Pfad, auf dem das Datenpaket gesendet werden muss.
  3. Hop – ist das Gateway, durch das die Datenpakete geschickt werden müssen, um das endgültige Ziel zu erreichen.

Sicherheit

Der Router bietet dem Netzwerk eine zusätzliche Sicherheitsebene mit einer Firewall, die jede Art von Cyberkriminalität oder Hacking verhindert. Eine Firewall ist eine spezialisierte Software, die die eingehenden Daten aus den Paketen analysiert und das Netzwerk vor Cyberangriffen schützt.

Die Router bieten auch Virtuelles privates Netzwerk (VPN) die dem Netzwerk eine zusätzliche Sicherheitsschicht bieten und dadurch eine sichere Verbindung erzeugen.

Weiterleitungstabelle

Forwarding ist der eigentliche Vorgang der schichtübergreifenden Übertragung der Datenpakete. Die Routingtabelle hilft bei der Auswahl der bestmöglichen Route, während die Weiterleitungstabelle die Route in die Tat umsetzt.

Wie funktioniert Routing?

  1. Der Router liest die Ziel-IP-Adresse des eingehenden Datenpakets
  2. Basierend auf diesem eingehenden Datenpaket wählt es anhand von Routing-Tabellen den geeigneten Pfad aus.
  3. Die Datenpakete werden dann unter Verwendung der Weiterleitungstabelle über Sprünge an die endgültige Ziel-IP-Adresse weitergeleitet.

Vereinfacht ausgedrückt ist Routing der Vorgang, die Datenpakete unter Verwendung der erforderlichen Informationen optimal von Ziel A nach Ziel B zu übertragen.

Schalten

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

Welche Funktionen hat ein Router?

An einem kleinen Beispiel können wir mehr verstehen:

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

Der Router hilft dabei, mithilfe von Routing- und Weiterleitungsalgorithmen den optimalen Weg zur Übertragung dieser Datenpakete an die Ziel-IP-Adresse zu finden und den Datenverkehr im Netzwerk zu verwalten. Wenn eine Route überlastet ist, findet der Router alle möglichen alternativen Routen, um die Pakete an die Ziel-IP-Adresse zu liefern.

Wi-Fi-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 Wi-Fi-Signale, stark und schwach, dass der Luftraum in der Umgebung stark verschmutzt wäre, wenn wir eine spezielle Art hätten, es zu sehen.

Wenn wir jetzt Bereiche mit hoher Dichte und hoher Nachfrage wie Flughäfen, Cafés, Veranstaltungen usw. betreten, steigt die Konzentration mehrerer Benutzer mit drahtlosen Geräten. Je mehr Menschen versuchen, online zu gehen, desto stärker wird der Zugangspunkt belastet, um den massiven Anstieg der Nachfrage zu bedienen. Dies reduziert die jedem Benutzer zur Verfügung stehende Bandbreite und reduziert die Geschwindigkeit erheblich, was zu Latenzproblemen führt.

Der 802.11-WLAN-Familie geht auf das Jahr 1997 zurück, und jede Aktualisierung der Leistungsverbesserungen von Wi-Fi wurde seitdem in drei Bereichen vorgenommen, die als Metrik verwendet wurden, um die Verbesserung ebenfalls zu verfolgen, und das sind sie auch

  • Modulation
  • räumliche Ströme
  • Kanalbindung

Die Modulation ist der Prozess, eine analoge Welle zu formen, um Daten zu übertragen, genau wie jede Audiomelodie, die auf und ab geht, bis sie unsere Ohren (Empfänger) erreicht. Diese bestimmte Welle wird durch eine Frequenz definiert, bei der die Amplitude und die Phase modifiziert werden, um dem Ziel eindeutige Informationsbits anzuzeigen. Je stärker die Frequenz, desto besser die Konnektivität, aber genau wie beim Ton können wir nur so viel tun, um die Lautstärke zu erhöhen, wenn Störungen durch andere Geräusche auftreten, in unserem Fall Funksignale, die Qualität leidet.

Räumliche Ströme sind, als ob mehrere Wasserströme aus derselben Flussquelle kommen. Die Quelle des Flusses mag ziemlich stark sein, aber ein einzelner Strom ist nicht in der Lage, eine so große Wassermenge zu führen, also wird er in mehrere Ströme aufgeteilt, um das Endziel zu erreichen, sich im gemeinsamen Reservat zu treffen.

Wi-Fi tut dies mit mehreren Antennen, bei denen mehrere Datenströme gleichzeitig mit dem Zielgerät interagieren, dies wird als bezeichnet MIMO (Mehrfacheingang – Mehrfachausgang)

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

Das Netzwerk läuft zu jeder Zeit auf einem einzigen Kanal, Kanalbindung ist nichts anderes als das Kombinieren kleinerer Unterteilungen einer bestimmten Frequenz, um die Stärke zwischen den Zielgeräten zu erhöhen. Das drahtlose Spektrum ist sehr auf bestimmte Frequenzen und Kanäle beschränkt. Leider laufen die meisten Geräte auf der gleichen Frequenz, sodass es selbst bei einer Erhöhung der Kanalbündelung zu weiteren externen Störungen kommen würde, die die Signalqualität dämpfen würden.

Lesen Sie auch: Wie finde ich die IP-Adresse meines Routers?

Was ist bei Wi-Fi 6 anders als beim Vorgänger?

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

Wenn wir tiefer eintauchen, beginnen wir zu bemerken, was macht WLAN 6 so vielseitig ist die Hinzufügung der 4. Metrik Airtime Efficiency . Währenddessen haben wir es versäumt, die begrenzte Ressource zu berücksichtigen, die die Funkfrequenz ist. Somit würden Geräte mehr Kanäle oder Frequenzen als erforderlich ausfüllen und viel länger als nötig verbunden sein, mit einfachen Worten, ein sehr ineffizientes Durcheinander.

Das Wi-Fi 6 (802.11 ax)-Protokoll behebt dieses Problem mit OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) wobei die Übertragung von Daten optimiert und kombiniert wird, um nur die erforderliche Menge an angeforderten Ressourcen zu verwenden. Dies wird vom Access Point zugewiesen und gesteuert, um die angeforderte Zieldatennutzlast zu liefern, und nutzt Downlink und Uplink MU-MIMO (mehrere Benutzer, mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge) um die Effizienz der Datenübertragung zwischen Geräten zu erhöhen. Mithilfe von OFDMA können Wi-Fi-Geräte Datenpakete im lokalen Netzwerk mit höheren Geschwindigkeiten und gleichzeitig parallel senden und empfangen.

Die parallele Übertragung von Daten verbessert die Datenübertragung über das Netzwerk auf äußerst effiziente Weise, ohne dass die vorhandenen Downlink-Geschwindigkeiten sinken.

Was passiert mit meinen alten WLAN-Geräten?

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

Jedes Netzwerk, mit dem wir uns verbinden, läuft mit einer anderen Geschwindigkeit, Latenz und Bandbreite, die durch einen bestimmten Buchstaben dahinter gekennzeichnet ist 802.11, wie 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n und 802.11ac was selbst die Besten von uns verblüfft hat.

All diese Verwirrung wurde mit Wi-Fi 6 beendet, und die Wi-Fi-Allianz änderte die Namenskonvention mit diesem. Alle Wi-Fi-Versionen davor werden der Einfachheit halber zwischen Wi-Fi 1-5 nummeriert.

Fazit

Ein gutes Verständnis der Funktionsweise eines Routers hilft uns, verschiedene Probleme zu navigieren und zu lösen, die wir mit unseren Routern und Wi-Fi-Routern haben können. Wir haben viel Wert auf Wi-Fi 6 gelegt, da es sich um eine neu aufkommende drahtlose Technologie handelt, mit der wir Schritt halten müssen. Wi-Fi ist dabei, nicht nur unsere Kommunikationsgeräte, sondern auch unsere alltäglichen Gegenstände wie Kühlschränke, Waschmaschinen, Autos usw. zu stören. Aber egal wie sehr sich die Technologie ändert, die diskutierten Grundlagen wie Routing, Routing Tische, Weiterleitungen, Switches, Hubs etc. sind nach wie vor die entscheidende treibende Grundidee hinter den spannenden Entwicklungen, die unser Leben für immer verändern werden.

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Aditya Farrad

Aditya ist ein selbstmotivierter IT-Experte und seit 7 Jahren Technologieautor. Er befasst sich mit Internetdiensten, Mobilgeräten, Windows, Software und Anleitungen.