เราเตอร์ทำอะไรจริง ๆ

สวิตช์เชื่อมต่ออุปกรณ์ภายในเครือข่ายเดียวกัน แต่หากต้องการเข้าถึงเครือข่ายอื่น เช่น เว็บไซต์บนอินเทอร์เน็ต คุณต้องใช้เราเตอร์ หน้าที่ของเราเตอร์คือย้ายทราฟฟิกระหว่างเครือข่ายที่แยกจากกัน โดยเลือกเส้นทางที่ดีที่สุดไปยังปลายทางแต่ละแห่ง เราเตอร์คือสิ่งที่เชื่อมเครือข่ายทั่วโลกเข้าด้วยกันจนกลายเป็นอินเทอร์เน็ต บทเรียนนี้จะอธิบายว่าเราเตอร์ทำหน้าที่อะไรจริง ๆ และแตกต่างจากสวิตช์อย่างไร

เราเตอร์ทำงานที่เลเยอร์เครือข่าย (เลเยอร์ 3 ของแบบจำลอง OSI) ซึ่งข้อมูลจะถูกระบุด้วยที่อยู่ IP (ที่อยู่ของ Internet Protocol) ขณะที่สวิตช์ใช้ที่อยู่ MAC เพื่อย้ายเฟรมภายใน LAN เราเตอร์ใช้ที่อยู่ IP เพื่อส่งต่อแพ็กเก็ตระหว่างเครือข่าย นี่คือเหตุผลที่เราเตอร์เป็นอุปกรณ์เลเยอร์ 3 และสวิตช์เป็นอุปกรณ์เลเยอร์ 2

อินเทอร์เฟซของเราเตอร์แต่ละตัวเชื่อมต่อกับเครือข่ายหรือซับเน็ตที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เราเตอร์ภายในบ้านมีอินเทอร์เฟซหนึ่งหันไปยังเครือข่ายภายในบ้านของคุณ และอีกอินเทอร์เฟซหนึ่งหันไปยังอินเทอร์เน็ตผ่าน ISP ของคุณ เราเตอร์อยู่ที่ขอบเขตระหว่างเครือข่าย และตัดสินใจว่าจะส่งทราฟฟิกจากเครือข่ายหนึ่งไปยังอีกเครือข่ายหนึ่งอย่างไร โดยแปลงระหว่างพื้นที่ที่อยู่แยกจากกัน

เมื่อแพ็กเก็ตมาถึง เราเตอร์จะอ่านที่อยู่ IP ปลายทางและตรวจสอบตารางเส้นทาง ซึ่งเป็นรายการเครือข่ายที่รู้จักและขั้นตอนถัดไปที่ดีที่สุดไปยังแต่ละเครือข่าย จากนั้นเราเตอร์จะส่งต่อแพ็กเก็ตออกทางอินเทอร์เฟซที่เหมาะสมไปยังปลายทาง หากไม่มีเส้นทางเฉพาะที่ตรงกัน เราเตอร์จะใช้เส้นทางเริ่มต้นเพื่อส่งแพ็กเก็ตต่อ โดยทั่วไปจะส่งไปยังอินเทอร์เน็ต

ตารางเส้นทางคือแผนที่ของเราเตอร์ แต่ละรายการจะจับคู่เครือข่ายปลายทางกับเน็กซ์ฮอป (เราเตอร์หรืออินเทอร์เฟซถัดไปที่จะส่งทราฟฟิกไป) ที่จำเป็นต่อการเข้าถึงเครือข่ายนั้น เราเตอร์สร้างตารางเหล่านี้จากเครือข่ายที่เชื่อมต่อโดยตรง เส้นทางแบบคงที่ที่ป้อนด้วยตนเอง และเส้นทางที่เรียนรู้โดยอัตโนมัติผ่านโพรโทคอลการกำหนดเส้นทางแบบไดนามิก ซึ่งเป็นหัวข้อที่คุณจะได้ศึกษาในหลักสูตรการกำหนดเส้นทาง

สำหรับอุปกรณ์บน LAN เราเตอร์จะปรากฏเป็นเกตเวย์เริ่มต้น ซึ่งเป็นที่อยู่ที่อุปกรณ์ใช้ส่งทราฟฟิกเมื่อปลายทางอยู่นอกซับเน็ตของตนเอง เมื่อคอมพิวเตอร์ของคุณต้องการเข้าถึงเว็บไซต์ที่อยู่ห่างไกล คอมพิวเตอร์จะส่งแพ็กเก็ตให้เกตเวย์เริ่มต้น (เราเตอร์) จากนั้นเราเตอร์จะส่งต่อแพ็กเก็ตไปยังอินเทอร์เน็ต หากไม่มีเกตเวย์เริ่มต้น อุปกรณ์จะไม่สามารถเข้าถึงเครือข่ายอื่นได้

พฤติกรรมสำคัญประการหนึ่งคือ เราเตอร์จะไม่ส่งต่อบรอดแคสต์ระหว่างเครือข่าย ซึ่งหมายความว่าอินเทอร์เฟซของเราเตอร์แต่ละตัวเป็นขอบเขตของโดเมนการกระจายสัญญาณ ช่วยจำกัดทราฟฟิกบรอดแคสต์ให้อยู่ในเครือข่ายเดียว การหยุดบรอดแคสต์ไว้ที่ขอบเขตช่วยป้องกันไม่ให้พายุบรอดแคสต์แพร่ไปทั่วอินเทอร์เน็ต และทำให้การสื่อสารภายในของแต่ละเครือข่ายยังคงอยู่ภายในเครือข่ายนั้น

โปรดแยกความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์สองชนิดนี้:

• สวิตช์ — เลเยอร์ 2 ใช้ที่อยู่ MAC และย้ายเฟรมภายในเครือข่ายเดียว
• เราเตอร์ — เลเยอร์ 3 ใช้ที่อยู่ IP และย้ายแพ็กเก็ตระหว่างเครือข่าย

สวิตช์สร้างเครือข่ายท้องถิ่น ส่วนเราเตอร์เชื่อมต่อเครือข่ายท้องถิ่นเข้าด้วยกันและเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต อุปกรณ์ภายในบ้านจำนวนมากรวมหน้าที่ทั้งสองแบบไว้ในเครื่องเดียว

เราเตอร์มักทำหน้าที่มากกว่าการกำหนดเส้นทาง เราเตอร์สำหรับบ้านและสำนักงานขนาดเล็กยังทำNAT (Network Address Translation) เพื่อให้อุปกรณ์ส่วนตัวหลายเครื่องใช้ IP สาธารณะหนึ่งที่อยู่ร่วมกัน ทำหน้าที่เป็นเซิร์ฟเวอร์DHCPเพื่อแจกจ่ายที่อยู่ และมีคุณลักษณะพื้นฐานของไฟร์วอลล์ด้วย หน้าที่เพิ่มเติมเหล่านี้เป็นเหตุผลที่กล่อง "เราเตอร์" ภายในบ้านเพียงกล่องเดียวแท้จริงแล้วรวมฟังก์ชันเครือข่ายหลายอย่างไว้เพื่อความสะดวก

เส้นแบ่งระหว่างสวิตช์กับเราเตอร์อาจไม่ชัดเจน สวิตช์เลเยอร์ 3คือสวิตช์ความเร็วสูงที่ยังสามารถกำหนดเส้นทางระหว่าง VLAN ได้ด้วยฮาร์ดแวร์ จึงรวมความเร็วของสวิตช์เข้ากับความสามารถของเราเตอร์ในการย้ายทราฟฟิกระหว่างเครือข่าย เครือข่ายขนาดใหญ่ใช้สวิตช์เลเยอร์ 3 ภายในเพื่อกำหนดเส้นทางระหว่าง VLAN จำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว ขณะที่เราเตอร์แบบดั้งเดิมยังคงทำหน้าที่เชื่อมต่อสถานที่เข้ากับอินเทอร์เน็ต โปรดจำว่าสวิตช์เลเยอร์ 3 เป็นอุปกรณ์แบบผสม

หากไม่มีเราเตอร์ เครือข่ายต่าง ๆ จะเป็นเหมือนเกาะที่แยกขาดจากกันและไม่สามารถเข้าถึงกันได้ เราเตอร์ทำให้อินเทอร์เน็ตเป็นไปได้ด้วยการเชื่อมต่อเครือข่ายนับไม่ถ้วนและค้นหาเส้นทางระหว่างเครือข่ายเหล่านั้น สำหรับการสอบ โปรดจำข้อเท็จจริงหลักเหล่านี้: เราเตอร์เป็นอุปกรณ์เลเยอร์ 3 ที่ใช้ที่อยู่ IP เพื่อส่งต่อแพ็กเก็ตระหว่างเครือข่ายผ่านตารางเส้นทาง ทำหน้าที่เป็นเกตเวย์เริ่มต้น และหยุดบรอดแคสต์ไว้ที่ขอบเขตเครือข่าย

ทดสอบความรู้เกี่ยวกับเราเตอร์ของคุณ

คุณได้เรียนรู้ว่า เราเตอร์เป็นอุปกรณ์เลเยอร์ 3 ที่ย้ายแพ็กเก็ตระหว่างเครือข่ายที่แยกจากกันโดยใช้ที่อยู่ IP เราเตอร์จะอ่าน IP ปลายทางของแต่ละแพ็กเก็ต ตรวจสอบตารางเส้นทางเพื่อหาเน็กซ์ฮอปที่ดีที่สุด แล้วส่งต่อแพ็กเก็ตตามนั้น โดยใช้เส้นทางเริ่มต้นเมื่อไม่มีรายการที่ตรงกัน สำหรับอุปกรณ์ LAN เราเตอร์คือเกตเวย์เริ่มต้น เราเตอร์จะไม่ส่งต่อบรอดแคสต์ จึงกำหนดขอบเขตของโดเมนการกระจายสัญญาณ นอกจากนี้ยังมักทำหน้าที่ NAT, DHCP และไฟร์วอลล์ ทำให้อินเทอร์เน็ตเป็นไปได้ด้วยการเชื่อมโยงเครือข่ายต่าง ๆ เข้าด้วยกัน