Когда появился роутер, история его эволюции
Слово «роутер» сегодня на слуху, во многом – благодаря появлению мобильных гаджетов. До массового распространения смартфонов немногие семьи могли себе позволить покупку двух и более компьютеров, поэтому доступ к интернету был проводным и прямым – этот провод от провайдера «втыкался» в компьютер или ноутбук. Если имелся и настольный ПК, и ноутбук, к интернету подключался первый, а для трансляции на ноутбук компьютер оснащался беспроводным модулем. Когда стало очевидно, что потребителей проводного и беспроводного интернета может быть много, маршрутизаторы (они же роутеры) начали из дорогих корпоративных устройств мигрировать в бытовой сектор, стремительно дешевея и становясь массовым продуктом. Но было бы наивно полагать, что история роутеров столь молода, и сегодня вы узнаете, с чего всё начиналось.
Когда появился первый роутер
Буквально 20-30 лет назад, когда в нашей стране начали массово появляться локальные сети, термины коммутатор (хаб), концентратор (свитч) и маршрутизатор заполонили страницы специализированных изданий, внося сумятицу в умы большинства пользователей. Поэтому кратко опишем основные отличия описанных устройств друг от друга, дабы облегчить дальнейшее повествование об эволюции роутеров.
И хаб, и свитч – это разновидность сетевых устройств, предназначенная для объединения нескольких ПК в единую локальную сеть, под управлением сервера или без оного. При этом хаб просто соединяет все компьютеры, рассылая любой полученный пакет данных всем остальным потребителям, а задача его идентификации ложится на плечи конкретного ПК – он его отклоняет или принимает. Разумеется, сетевой трафик при этом оказывается перегруженным, а скорость обмена данными – низкой. Для сети из 2-5 ПК это ещё приемлемо, но для большой сети начали использовать свитчи, которые умеют строить таблицу маршрутизации и перенаправлять пакеты строго по назначению.
Роутер, или маршрутизатор – это разновидность концентратора, имеющая выход наружу, в сеть интернет, то есть он способен не только и не столько организовывать общение между устройствами в локальной сети, сколько между ними и внешним миром.
Попытки соединить несколько удалённых компьютеров – это, по существу, история появления сети интернет, о чём мы уже писали. Попытки соединить несколько компьютеров в локальную сеть – это о концентраторах и коммутаторах. А устройства, позволяющие соединить обе технологии, – это и есть история эволюции маршрутизаторов. И, как водится, провести какую-то строгую разграничительную линию здесь порой чрезвычайно сложно.
Появление первого аналога концентраторов датируют 60-ми годами прошлого столетия. Устройство Interface Massage Proccessor, разработанное специалистами компании BBN по подряду от ARPAnet, умело передавать данные между компьютерами со скоростью порядка 50 Кб/сек.
И только в 1980 году Биллу Ягеру удалось изобрести первый мультипротокольный роутер, который поддерживал как архитектуру DARPA/NSF для выхода в интернет, так и протоколы для пересылки данных внутри локальной сети. Маршрутизатор Fuzzballs имел собственную операционную систему, был достаточно компактным и выпускался с приложениями, которые упрощали тестирование сетевых протоколов.
Эстафету переняла компания Cisco, которая считается пионером в сфере разработки маршрутизаторов, ориентированных на использование набиравших популярность протоколов TCP/IP/PUP. Первым детищем компании стал роутер AGS (1986 год), который не вызвал фурора, но дал толчок дальнейшему развитию линейки, а настоящее признание пришло с появлением модели Cisco серии 7000 (1993), ставший эталоном для построения корпоративных сетей.
Датой изобретения роутеров с технологией вай-фай считается 1991 год, когда в США был разработан первый беспроводный маршрутизатор, использующий частоту 2,4 ГГц и передающий данные на скорости 2 МБ/сек. Настоящий прорыв случился после утверждения стандарта 802.11, что позволило компании AT&T в 1998 году выпустить на рынок устройство с той же скоростью, но унифицированное, что решало проблемы совместимости на уровне устройств.
Ещё через два года в продаже появились первые устройства, поддерживающие улучшенный протокол 802.11b. Они работали на той же частоте, и умели передавать данные на скорости до 11 МБ/сек.
Этапы эволюции
Считается, что история роутера неразрывно связана с общими тенденциями развития компьютерной отрасли. Мощный толчок дало изобретение полупроводников и дальнейшая миниатюризация полупроводниковых устройств, появление чипов и микросхем. Сетевые маршрутизаторы с поддержкой IP-адресации становились меньше размерами и стремительно дешевели.
Со времени, когда появился первый роутер, существенно выросла и скорость передачи данных – в пределах локальных сетей с использованием протокола Ethernet уже в 90-х годах появилась возможность обмена данными на скорости до 1000 МБ/сек.
Правда, о внешних каналах этого не скажешь – сказывались большие расстояния, для которых приходилось использовать дорогостоящие репитеры и другое активное оборудование. Словом, высокоскоростной интернет был слишком дорогим и ненадёжным. Ситуация начала меняться по мере активного распространения волоконно-оптических каналов, не имеющих ограничений по дальности.
На стыке тысячелетий задача маршрутизации внешних и внутренних пакетов получила альтернативное решение – в виде специализированных операционных систем. Самый яркий представитель таких ОС – Vyatta, созданная на ядре Debian. Разумеется, о массовости такого подхода не было и речи – средние и тем более мелкие компании не могли себе позволить иметь в штате специалистов, обладающих достаточным опытом и знаниями для поддержки таких серверов.
Что касается дальнейшего развития роутеров с наличием беспроводного модуля, то история Wi-Fi роутеров тесно связана с совершенствованием стандартов. Так, в 2002 году был утверждён стандарт 802.11а, расширивший возможности роутеров как в плане увеличения скорости передачи данных до 54 МБ/сек, так и добавлением диапазона 5 ГГц.
Спецификация 802.11g, утверждённая в 2003 году, добавила поддержку протокола шифрования WPA, что существенно увеличила безопасность использования роутеров. В 2009 году появился стандарт 802.11n, что позволило довести скорость передачи данных по воздуху до 600 МБ/сек, а в 2014 году версия протокола 802.11ac обеспечила достижение уровня в 1 ГБ/сек. Спецификация 802.11it, вышедшая в 2016 году, позволяет оснащать маршрутизаторы модулем Wi-Fi, способным работать на скоростях порядка 7 ГБ/сек.
Современные достижения
Какова ситуация на рынке домашних роутеров сегодня? Стоит отметить, что самые современные технологии внедряются постепенно, и этот тезис наглядно проявляется в сфере использования маршрутизаторов. Оптоволоконная инфраструктура развивается стремительно, но обеспечить тотальное покрытие огромных территорий она не в состоянии. Пока. И там, где отсутствует оптоволокно, используются ADSL-роутеры, у которых входной порт ориентирован на телефонную линию. Да, со скоростью здесь имеются проблемы, но лучше хоть что-то, чем ничего.
Ещё буквально лет 5 назад маршрутизаторы, использующие технологию Ethernet, были самыми распространёнными, но сегодня они достаточно активно вытесняются устройствами, способными принимать данные по оптоволоконному кабелю. Правда, с использованием дополнительного оборудования, выступающего в роли переходника между оптоволокном и портом LAN. Чистые оптоволоконные маршрутизаторы дороги и используются редко.
Что касается беспроводных возможностей, то здесь ситуация неоднозначная: скорость передачи растёт, и зачастую она превышает входную скорость интернета. Например, уже продаются модели с возможностью беспроводной передачи данных на скоростях до 1 ГБ/сек по обоим диапазонам одновременно. При скорости порта WAN 100 МБ/сек это действительно нерационально, если не учитывать возможности передачи на большой скорости больших массивов данных внутри домашней сети.
Отметим также, что даже самые бюджетные современные роутеры предлагают немало дополнительных возможностей типа подключения сетевых принтеров, осуществления родительского контроля (настройка времени доступа к интернету для конкретных устройств), фильтрации трафика (хотя с этой функцией успешно справляются брандмауэры и антивирусное ПО). Практически любой домашний роутер можно использовать в качестве репитера, увеличивая радиус действия Wi-Fi-сети до нужных размеров.
И это далеко не полный перечень функций, которыми оснащаются маршрутизаторы. Стоит ожидать, что их эволюция будет происходить по всем трём направлениям – увеличению функционала, росту скорости доступа к интернету и скорости внутри домашней сети.
Wi-Fi роутер
Одним из выдающихся технологических достижений начала третьего тысячелетия, безусловно, является Wireless Fidelity (Wi-Fi), что переводится как беспроводная точность и представляет технологию передачи цифровых данных между устройствами путем беспроводного соединения либо посредством подключения к сети интернет. Передачи осуществляются с помощью высокочастотных радиоволн.
История Wi-Fi начинается в 85-х годах прошедшего столетия, когда американское Федеральное агентство по связи на законодательном уровне разрешило всем желающим использование определенных радиочастот без наличия лицензии. Отмену лицензирования в США вскоре одобрили государственные структуры других стран. Компании разных стран, заинтересованные в коммерциализации предоставленных радиочастот, занялись разработкой устройств для создания беспроводных сетей. Готовая к использованию беспроводная технология связи впервые была представлена компаниями из Голландии (NCR Corporation и AT&T) в начале 90-х. Вскоре на рынке со своим продуктом появились и другие производители. К сожалению, отсутствие стандартизации привело к несовместимости устройств различных производителей. Это надолго затормозило процесс развития технологии будущего.
В 1997 г. ведущие компании отрасли договорились о переходе на единый стандарт беспроводной обработки данных. Таковым стал стандарт 802.11, технические характеристики которого были далеки от совершенства. Международный стандарт имел минимальный радиус действия, низкую скорость(2 Мбит/с) и, одновременно, невероятно высокую цену оборудования. В 1999 году была создана некоммерческая организация Wi-Fi Alliance, предложившая новую технологию с логотипом «Wi-Fi» и представлены новые базовые спецификации 802.11b и 802.11a. Уже через год в продажу поступили первые Wi-Fi адаптеры (роутеры) стандарта 802.11b, уровень которых был на голову выше (пропускная способность — до 11 Мбит/с, диапазон — 2,4 ГГц). С середины 2000-го термин «Wi-Fi» стал использоваться в коммерческих сферах. Компания studia-seo.ru предлагает создание и продвижение сайта в поисковых системах по выгодным ценам.
Дальнейшее развитие технологии
В 2002 г. в Wi-Fi Alliance уже входило до ста компаний, а на рынке появился стандарт 802.11a с беспроводной передачей данных в пределах 5 ГГц и скоростью до 54 Мбит/с.
Совместив в себе лучшие качества двух предшествующих устройств, в 2003 г. вышел стандарт 802.11g, обеспечивающий передачу данных в диапазоне 2,4 ГГц со скоростью до 54 Мбит/с. С целью гарантии безопасности и контроля доступа к беспроводным сетям в том же году была создана WPA — программа сертификации средств беспроводной связи.
В 2004 году появилась более совершенная программа сертификации — WPA2. Новый логотип на устройствах — Wi-Fi Multimedia гарантировал наивысшее качество картинки и звука.
В этом же году мир познакомился с Wi-Fi телевидением.
В 2005 году название Wi-Fi было включено во всемирно известный словарь Уэбстера, технологию Wi-Fi начинают применять в цифровых камерах и игровых платформах.
В последующие годы тестируют новый стандарт 802.11n. Вскоре (2009 г.) устройства на базе этого стандарта, обеспечивающие скорость передачи до 600 Мбит/с с частотой 2,4 и 5 ГГц, появляются на рынке.
Последующие годы ознаменовались внедрением функции Wi-Fi Direct, что обеспечило прямой обмен данными между устройствами, без посредников. Новая технология Wi-Fi Miracast позволила связанным напрямую устройствам трансляцию видео в высоком разрешении.
В 2011 г. Wi-Fi Alliance насчитывала в своих рядах уже более 500 компаний, количество точек доступа превысило миллион.
Новый, более усовершенствованный стандарт 802.11ac, работающий в пределах 5 ГГц на скорости до 1 Гбит/с, появился в 2014 году.
В настоящее время вряд ли найдется предприятие или компания не использующие быструю, надежную, недорогую технологию передачи данных Wi-Fi. В разных сферах жизни все чаще встречается бесплатный Wi-Fi. Можно с уверенностью утверждать, что у Wi-Fi огромные перспективы.