Qu'est-ce qu'un routeur et comment fonctionne-t-il ?

Avez-vous remarqué que la vitesse de votre connexion Internet augmente lorsque vous êtes connecté au Wi-Fi par opposition à l'utilisation du réseau 4G(4G network) standard ? Eh bien, vous devez remercier le routeur Wi-Fi pour cela, cela rend notre expérience de navigation transparente. Selon le pays dans lequel vous vivez, l'écart de vitesse peut être deux fois, voire plus. Nous vivons à une époque où la vitesse d'Internet a tellement augmenté que nous mesurons maintenant notre vitesse d'Internet en gigabits par opposition aux kilobits il y a quelques années à peine. Il est naturel pour nous de nous attendre à des améliorations de nos appareils sans fil avec l'avènement de nouvelles technologies passionnantes qui émergent sur le marché du sans fil.

Qu'est-ce qu'un routeur et comment ça marche ?

Qu'est-ce qu'un routeur Wi-Fi ?

En termes simples, un routeur Wi-Fi n'est rien d'autre qu'une petite boîte avec de courtes antennes qui permet de transmettre Internet dans toute votre maison ou votre bureau.

Un routeur est un périphérique matériel qui agit comme un pont entre le modem et l'ordinateur. Comme son nom l'indique, il achemine le trafic entre les appareils que vous utilisez et Internet. La sélection du bon type de routeur joue un rôle important dans la détermination de l'expérience Internet la plus rapide, la protection contre les cybermenaces, les pare-feu, etc.

C'est tout à fait correct si vous n'avez pas de connaissances techniques sur le fonctionnement d'un routeur. Comprenons à partir d'un exemple simple du fonctionnement d'un routeur.

Vous pouvez avoir une grande variété d'appareils tels que des smartphones, des ordinateurs portables, des tablettes, des imprimantes, des téléviseurs(TVs) intelligents et bien plus encore qui se connectent à Internet. Ces appareils forment ensemble un réseau appelé le  réseau (Local Area Network) local (LAN). ((LAN). )La présence de plus en plus d'appareils sur le réseau local(LAN) entraîne la consommation de différentes bandes passantes sur les différents appareils utilisés, ce qui peut entraîner des retards ou une interruption d'Internet sur certains appareils.

C'est là qu'intervient le routeur en permettant la transmission d'informations sur ces appareils de manière transparente en dirigeant le trafic entrant et sortant de la manière la plus efficace possible. 

L'une des principales fonctions d'un routeur est d'agir comme un  concentrateur ou un commutateur (Hub or Switch ) entre les ordinateurs permettant l'assimilation et le transfert de données entre eux de manière transparente.

Pour traiter toutes ces énormes quantités de données entrantes et sortantes, le routeur doit être intelligent, et donc un routeur est un ordinateur à sa manière puisqu'il dispose d'un  processeur et d'une mémoire, (CPU & Memory, ) ce qui aide à traiter les données entrantes et sortantes.

Un routeur typique exécute une variété de fonctions complexes telles que

  1. Fournir le niveau de sécurité le plus élevé à partir du pare-feu
  2. Transfert de données(Data) entre ordinateurs ou périphériques réseau utilisant la même connexion Internet
  3. Activer l'utilisation d'Internet sur plusieurs appareils simultanément

Quels sont les avantages d'un routeur ?(What are the benefits of a Router?)

1. Fournit des signaux wifi plus rapides(1. Delivers faster wifi signals)

Les routeurs Wi-Fi de l'ère moderne utilisent des appareils de couche 3 qui ont généralement une plage de 2,4 GHz à 5 GHz , ce qui permet de fournir des signaux Wi-Fi plus rapides et une portée étendue par rapport aux normes précédentes.

2. Fiabilité(2. Reliability)

Un routeur isole un réseau affecté et transmet les données via d'autres réseaux qui fonctionnent parfaitement, ce qui en fait une source fiable.

3. Portabilité(3. Portability)

Un routeur sans fil élimine le besoin d'une connexion filaire avec les appareils en envoyant des signaux Wi-Fi, assurant ainsi le plus haut degré de portabilité d'un réseau d'appareils connectés.

Il existe deux types de routeurs différents :

a) Routeur filaire :(a) Wired router:) Il se connecte directement aux ordinateurs à l'aide de câbles via un port dédié qui permet au routeur de distribuer des informations

b) Routeur sans fil :(b) Wireless Router:) il s'agit d'un routeur moderne qui distribue des informations via des antennes sans fil sur plusieurs appareils connectés à son réseau local.

Pour comprendre le fonctionnement d'un routeur, nous devons d'abord examiner les composants. Les composants de base d'un routeur comprennent :

  • CPU :  C'est le contrôleur principal du routeur qui exécute les commandes du système d'exploitation du routeur. Il aide également à l'initialisation du système, au contrôle de l'interface réseau, etc.
  • ROM :  la mémoire en lecture seule contient ce programme d'amorçage et les programmes de diagnostic de mise sous tension(Power) ( POST )
  • RAM :  la mémoire vive stocke les tables de routage et les fichiers de configuration en cours d'exécution. Le contenu de la RAM est supprimé lors de la mise sous tension et hors tension du routeur.
  • NVRAM : La (NVRAM:)RAM  non volatile contient le fichier de configuration de démarrage. Contrairement à la RAM , il stocke le contenu même après l'allumage et l'extinction du routeur
  • Mémoire Flash :(Flash Memory:)  Elle stocke les images du système d'exploitation et fonctionne comme une ROM reprogrammable.(ROM.)
  • Interfaces réseau :(Network Interfaces:)  les interfaces sont les ports de connexion physiques qui permettent de connecter différents types de câbles au routeur, tels que l'Ethernet, l'interface de données distribuées par fibre(Fiber distributed Data interface) ( FDDI ), le réseau numérique à intégration de services ( RNIS(ISDN) ), etc.
  • Bus :(Buses:)  le bus agit comme un pont de communication entre le processeur(CPU) et l'interface, ce qui facilite le transfert des paquets de données.

Quelles sont les fonctions d'un routeur ?(What are the functions of a Router?)

Routage(Routing )

L'une des principales fonctions d'un routeur est de transmettre les paquets de données via la route spécifiée dans la table de routage.

Il utilise certaines directives internes préconfigurées appelées routes statiques pour transférer les données entre les connexions d'interface entrantes et sortantes.

Le routeur peut également utiliser le routage dynamique où il transfère les paquets de données via différentes routes en fonction des conditions au sein du système.

Le routage statique offre plus de sécurité au système par rapport au routage dynamique puisque la table de routage ne change pas à moins que l'utilisateur ne la modifie manuellement.

Recommandé : (Recommended:) réparer le routeur sans fil continue de se déconnecter ou de tomber(Fix Wireless Router Keeps Disconnecting Or Dropping)

Détermination du chemin(Path determination)

Les routeurs prennent en compte plusieurs alternatives pour atteindre la même destination. C'est ce qu'on appelle la détermination du chemin. Les deux principaux facteurs pris en compte pour la détermination du chemin sont :

  • La source d'information ou la table de routage
  • Le coût de chaque chemin – métrique

Pour déterminer le chemin optimal, le routeur recherche dans la table de routage une adresse réseau qui correspond entièrement à l'adresse IP du paquet de destination.

Tables de routage(Routing tables )

La table de routage possède une couche d'intelligence réseau qui ordonne au routeur de transférer les paquets de données vers la destination. Il contient les associations de réseau qui aident le routeur à atteindre l'adresse IP de destination de la meilleure façon possible. La table de routage contient les informations suivantes :

  1. Identifiant réseau(Network Id) - L'adresse IP de destination
  2. Métrique(Metric) – le chemin par lequel le paquet de données doit être envoyé.
  3. Hop - est la passerelle par laquelle les paquets de données doivent être envoyés pour atteindre la destination finale.

Sécurité(Security )

Le routeur fournit une couche de sécurité supplémentaire au réseau en utilisant un pare-feu qui empêche tout type de cybercriminalité ou de piratage. Un pare-feu est un logiciel spécialisé qui analyse les données entrantes des paquets et protège le réseau des cyberattaques.

Les routeurs fournissent également un réseau privé virtuel (VPN)(Virtual Private Network (VPN)) qui fournit une couche de sécurité supplémentaire au réseau et génère ainsi une connexion sécurisée.

Tableau de transfert(Forwarding table )

Le transfert est le processus réel de transmission des paquets de données à travers les couches. La table de routage aide à sélectionner la meilleure route possible tandis que la table de transfert met la route en action.

Comment fonctionne le routage ?(How does Routing work?)

  1. Le routeur lit l'adresse IP de destination du paquet de données entrant
  2. Sur la base de ce paquet de données entrant, il sélectionne le chemin approprié à l'aide de tables de routage.
  3. Les paquets de données sont ensuite transmis à l'adresse IP de destination finale via des sauts à l'aide de la table de transmission.

En termes simples, le routage est le processus de transmission des paquets de données de la destination A à la destination B en utilisant les informations requises de manière optimale.

Interrupteur(Switch)

Un commutateur joue un rôle très important dans le partage d'informations entre des appareils connectés les uns aux autres. Les commutateurs sont généralement utilisés pour les grands réseaux où tous les appareils connectés ensemble forment un réseau(Local Area Network) local ( LAN ). Contrairement à un routeur, le commutateur envoie des paquets de données uniquement à un appareil spécifique configuré par l'utilisateur.

Quelles sont les fonctions d'un routeur

On comprend mieux avec un petit exemple :(We can understand more with a small example : )

Disons que vous voulez envoyer une photo à votre ami sur WhatsApp . Dès que vous publiez la photo de votre ami, la source et l'adresse IP de destination sont déterminées, et la photo est divisée en petits morceaux appelés les paquets de données qui doivent être envoyés à la destination finale.

Le routeur aide à trouver le moyen optimal de transférer ces paquets de données vers l'adresse IP de destination à l'aide d'algorithmes de routage et de transfert et de gérer le trafic sur le réseau. Si une route est encombrée, le routeur trouve toutes les routes alternatives possibles pour livrer les paquets à l'adresse IP de destination.

Routeurs Wi-Fi(Wi-Fi Routers)

Aujourd'hui, nous sommes entourés de plus de points d'accès Wi-Fi que jamais dans l'histoire, tous s'efforçant de desservir de plus en plus d'appareils gourmands en données.

Il y a tellement de signaux Wi-Fi, forts et faibles, que si nous avions une façon spéciale de le voir, il y aurait beaucoup de pollution de l'espace aérien autour.

Maintenant, lorsque nous entrons dans des zones à forte densité et à forte demande telles que les aéroports, les cafés, les événements, etc., la concentration de plusieurs utilisateurs avec des appareils sans fil augmente. Plus les gens essaient de se connecter, plus le point d'accès est soumis à des contraintes pour répondre à l'augmentation massive de la demande. Cela réduit la bande passante disponible pour chaque utilisateur et réduit considérablement la vitesse, ce qui entraîne des problèmes de latence.

La famille 802.11 de Wi-Fi(802.11 family of Wi-Fi) remonte à 1997 et chaque mise à jour d'amélioration des performances du Wi-Fi depuis lors a été effectuée dans trois domaines, qui ont été utilisés comme métrique pour suivre également l'amélioration et ils sont

  • modulation
  • flux spatiaux
  • liaison de canal

La modulation(The modulation)  est le processus de mise en forme d'une onde analogique pour transmettre des données, comme n'importe quel morceau audio qui monte et descend jusqu'à ce qu'il atteigne nos oreilles (récepteur). Cette onde particulière est définie par une fréquence où l'amplitude et la phase sont modifiées pour indiquer des bits d'information uniques à la cible. Donc, plus la fréquence est forte, meilleure est la connectivité, mais tout comme le son, nous ne pouvons pas faire grand-chose pour augmenter le volume s'il y a des interférences provenant d'autres sons sont des signaux radio dans notre cas, la qualité en souffre.

Les flux spatiaux (Spatial Streams ) sont comme avoir plusieurs flux d'eau sortant de la même source fluviale. La source de la rivière peut être assez forte, mais un seul cours d'eau n'est pas capable de transporter une telle quantité d'eau, il est donc divisé en plusieurs cours d'eau pour atteindre l'objectif final de se rencontrer dans la réserve commune.

Le Wi-Fi le fait en utilisant plusieurs antennes où plusieurs flux de données interagissent avec l'appareil cible en même temps, c'est ce qu'on appelle MIMO (Multiple Input - Multiple Output)

Lorsque cette interaction a lieu entre plusieurs cibles, elle est connue sous le nom de multi-utilisateur(Multi-User) ( MU-MIMO ), mais voici le hic, "la cible doit être suffisamment éloignée l'une de l'autre".

À tout moment, le réseau fonctionne sur un seul canal,  Channel Bonding  n'est rien d'autre que la combinaison de sous-divisions plus petites d'une fréquence particulière pour augmenter la force entre les appareils cibles. Le spectre(Spectrum) sans fil est très limité à des fréquences et des canaux spécifiques. Malheureusement, la plupart des appareils fonctionnent sur la même fréquence, donc même si nous augmentons la liaison des canaux, il y aurait d'autres interférences externes qui réduiraient la qualité du signal.

Lisez aussi : (Also Read:) Comment trouver l'adresse IP de mon routeur ?(How to Find My Router’s IP Address?)

En quoi le Wi-Fi 6 est-il différent de son prédécesseur ?(What is different about Wi-Fi 6 over its predecessor?)

En bref, la vitesse, la fiabilité, la stabilité, le nombre de connexions et l'efficacité énergétique ont été améliorés.

Si nous approfondissons le sujet, nous commençons à remarquer ce qui rend le Wi-Fi 6 si polyvalent, c'est l'  ajout de la 4e métrique Efficacité du temps d'antenne(addition of 4th metric Airtime Efficiency) . Pendant tout ce temps, nous n'avons pas tenu compte de la ressource limitée qu'est la fréquence sans fil. Ainsi, les appareils rempliraient plus de canaux ou de fréquences que nécessaire et seraient connectés beaucoup plus longtemps que nécessaire, en termes simples, un gâchis très inefficace.

Le protocole Wi-Fi 6 (802.11 ax) résout ce problème avec  OFDMA (accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence)(OFDMA (Orthogonal frequency-division multiple access))  où la transmission des données est optimisée et combinée pour n'utiliser que la quantité requise de ressources demandées. Ceci est attribué et contrôlé par le point d'accès(Access Point) pour fournir la charge utile de données demandée cible et utilise les liaisons descendantes(Downlink) et montantes (Uplink) MU-MIMO (multi-utilisateurs, entrées multiples, sorties multiples)(MU-MIMO (multi-user, multiple inputs, multiple outputs)) pour augmenter l'efficacité du transfert de données entre les appareils. En utilisant l' OFDMA , les appareils Wi-Fi peuvent envoyer et recevoir des paquets de données sur le réseau local à des vitesses plus élevées et en même temps en parallèle.

Le transfert parallèle de données améliore la transférabilité des données sur le réseau de manière extrêmement efficace sans entraîner de baisse des vitesses de liaison descendante existantes.

Qu'adviendra-t-il de mes anciens appareils WI-FI ?(What will happen to my old WI-FI devices?)

Il s'agit d'une nouvelle norme Wi-Fi établie par l' International Wi-Fi Alliance en septembre 2019(September 2019) . Le Wi-Fi(Wi-Fi) 6 est rétrocompatible, mais il y a quelques changements cosmétiques.

Chaque réseau auquel nous nous connectons fonctionne à une vitesse, une latence et une bande passante différentes désignées par une certaine lettre après 802.11, comme 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n et 802.11ac,(802.11, such as 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n and 802.11ac) ce qui a déconcerté même les meilleurs d'entre nous.

Toute cette confusion a pris fin avec le Wi-Fi 6(Wi-Fi 6) et l' alliance Wi-Fi a changé la convention de dénomination avec celui-ci. Chaque version Wi-Fi avant celle-ci sera numérotée entre Wi-Fi 1-5 pour la facilité d'expression.

Conclusion

Avoir une bonne compréhension du fonctionnement d'un routeur nous aide à naviguer et à résoudre divers problèmes auxquels nous pouvons être confrontés avec nos routeurs ainsi que les routeurs Wi-Fi . Nous avons beaucoup mis l'accent sur le Wi-Fi 6 , car il s'agit d'une nouvelle technologie sans fil émergente que nous devons suivre. Le Wi-Fi(Wi-Fi) est sur le point de perturber non seulement nos appareils de communication, mais aussi nos objets quotidiens comme les réfrigérateurs, les machines à laver, les voitures, etc. Mais, peu importe à quel point la technologie change, les fondamentaux discutés, tels que le routage, le routage les tables, le transfert, les commutateurs, les concentrateurs, etc. sont toujours l'idée fondamentale qui sous-tend les développements passionnants qui sont sur le point de changer entièrement nos vies pour de bon.



About the author

Je travaille comme consultant pour Microsoft. Je me spécialise dans le développement d'applications mobiles pour les appareils Apple et Android, et je suis également impliqué dans le développement d'applications Windows 7. Mon expérience avec les smartphones et Windows 7 fait de moi un candidat idéal pour ce poste.



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