Myślę, że generalnie routery służą jako punkt dostępowy, DHCP, zapora ogniowa i przełącznik jako łatwe rozwiązanie dla osób, które niewiele wiedzą o sieci
Nie, routery są oddzielnym rodzajem urządzeń od punktów dostępowych i przełączników. „Router” to nie tylko ogólna nazwa - opisuje określoną funkcję, kierującą pakiety IP między sieciami.
Innymi słowy, opisujesz kombinację routera + przełącznika + punktu dostępowego, którą można lepiej nazwać „routerem SOHO (Small Office / Home Office)” lub „bramą domową”.
(Jednak wiele dedykowane routery nie posiadają zintegrowany firewall, a czasem nawet serwer DHCP).
Chciałbym wiedzieć, dlaczego routery są ogólnie potrzebne
Rutowanie IP jest potrzebne, ponieważ przełączanie na poziomie Ethernet nie będzie dobrze skalowane.
Adresy urządzeń Ethernet są przydzielane przez producenta - nie ma w nich żadnej użytecznej struktury; są losowe, jeśli chodzi o sieć. Zatem przełącznik Ethernet ma tylko dwie możliwości: zachować listę każdego urządzenia podłączonego do każdego portu (jak to robią nowoczesne przełączniki) lub po prostu rozgłaszać każdy pakiet do każdego portu (jak w oryginalnym Ethernecie).
Obie metody działają dobrze tylko do pewnego rozmiaru sieci , ale jeśli jest więcej urządzeń, niż może zapamiętać przełącznik, sieć szybko się stopi. (Tematy pokrewne: wyczerpanie CAM)
Tak więc, podobnie jak kody pocztowe lub numeracja telefonów, IP nadaje sieci strukturę - do każdej sieci, podsieci i super-sieci przypisana jest część adresów i można opisać trasy takie jak „adresy zaczynające się od [10.7.xx] być osiągnięte przez [port 3] ”. Teraz reszta świata nie musi wiedzieć o milionach klientów Comcast, potrzebuje tylko kilku tras do samego Comcast.
Routery IP posiadają wiedzę o tych trasach i odpowiednio przekazują wszystkie pakiety.
(Ta separacja między Ethernetem a IP jest faktycznie przydatna, ponieważ daje elastyczność - ten sam Ethernet może przenosić kilka różnych protokołów, takich jak IPv4, IPv6, być może IPX ... Niektóre inne protokoły nie miały takiej separacji, takie jak DECnet lub NetBIOS, i nie mogli przetrwać rozwoju sieci).
Czy można przejść: Modem -> Przełącznik -> Komputery ze statycznymi adresami IP
Jasne, technicznie jest to możliwe. Statyczne adresy IP nie są nawet wymagane.
Rzeczywiście, u usługodawcy internetowego obok mojego miejsca pracy około 20 klientów biznesowych w mieście faktycznie nie ma własnych routerów - ich „zewnętrzne” przełączniki są podłączone bezpośrednio do jednego routera w budynku dostawcy usług internetowych (który obsługuje nawet DHCP dla wszystkich im), tak jak to opisujesz.
Ale są powody, dla których zwykle nie robi się tego w ten sposób. (Trzeba przyznać, że kilka z nich jest spowodowanych brakiem adresów IPv4 - takich jak NAT. Jednak wiele z nich nadal byłoby ważnych, nawet w świecie opartym wyłącznie na IPv6.)
W tej chwili dostawca usług internetowych kieruje pojedynczy „globalny” adres IP w kierunku Twojej sieci. Na pewno możesz podłączyć komputer bezpośrednio do modemu i skonfigurować go przy użyciu adresu „globalnego”. (Możliwe, że nawet skonfiguruje to automatycznie przez DHCP.)
Rzeczywiście, była to bardzo powszechna konfiguracja do późnych lat 2000. Większość klientów domowych miała tylko jeden komputer, który często rozmawiał bezpośrednio przez modem z routerami usługodawcy internetowego - najpierw używając rzeczywistego modemu telefonicznego, a później ADSL.
Ale każde urządzenie potrzebuje własnego adresu. Ponieważ otrzymujesz tylko jeden adres IPv4 od swojego dostawcy usług internetowych, możesz bezpośrednio podłączyć jeden komputer, ale nie dwa - chyba że zapłacisz dodatkowo za drugi adres.
Dlatego twój domowy router ma funkcję „translacji adresów sieciowych” (znaną również jako NAT), która daje ci blok „prywatnych” adresów 192.168.xi ukrywa je za jednym globalnym.
(Warto również wspomnieć o CGNAT, ale badania pozostawia się czytelnikowi).
Oprócz NAT, twój „router” ma również inne funkcje, takie jak zapora ogniowa, serwer DHCP, pamięć podręczna DNS. Tak, wszystko to mogłyby zrobić routery ISP, ale kosztowałoby to ISP sporo i spowodowałoby niedogodności dla wszystkich klientów, nie dając żadnej korzyści żadnemu z nich.
Zapora musiałaby zostać skonfigurowana za pomocą interfejsu dostarczonego przez usługodawcę internetowego, a większość dostawców usług internetowych zapewniałaby jedynie minimum opcji. (Podczas konfigurowania własnego routera mam pełną kontrolę - mogę stosować reguły zapory do nietypowych protokołów; mogę tworzyć wiele podsieci; mogę eksperymentować z tunelami IPv6 lub RIP lub OSPF ...)
Zarówno zapora, jak i NAT potrzebują zasobów do śledzenia połączeń - pewnej ilości pamięci, trochę mocy procesora. Obecnie zasoby te są rozproszone, ponieważ router musi jedynie śledzić własne połączenia. Ale jeśli wszystko zostało zrobione przez dostawcę usług internetowych, ich routery potrzebowałyby tyle pamięci i procesora, co routery wszystkich klientów razem , co jest kosztowne.
Serwer DHCP działa znacznie lepiej, gdy jest po twojej stronie. Nawet jeśli kabel internetowy zostanie odcięty, twoje własne urządzenia mogą nadal uzyskiwać adresy IP i komunikować się lokalnie. (Tak, tak, adresy statyczne są możliwe, ale proszę mi wierzyć, że jesteś wrzodem na tyłku , aby śledzić.)
Pamięć podręczna DNS działa, ponieważ jest w domu. ISP ma własną pamięć podręczną DNS w każdym razie , ale router nadal ma swój własny mały cache, po prostu dlatego, że jest bliżej ciebie, służy mniejszej liczby urządzeń, a zatem może odpowiedzieć na wiele szybciej. (Powolny DNS jest bardzo zauważalny.)
Powody posiadania własnego domowego routera to: 1) jest on szybszy, 2) jest tańszy, 3) jest prostszy zarówno dla ciebie, jak i dostawcy usług internetowych.
(Dostawca usług internetowych, który opisałem wcześniej? Nie wiem, dlaczego to robią. Być może jest inaczej, gdy masz tylko tuzin klientów, niż gdy masz wiele tysięcy.)