נתב (router) הוא מכשיר המשמש לחיבור בין רשתות, המעביר חבילות נתונים בין רשתות שונות על ידי עיבוד מידע הניתוב המוכל בחבילות הנתונים - כתובות IP, השייכות לשכבה 3 של מודל ה-OSI (שכבת הרשת). בדרך כלל מידע הניתוב מעובד ביחס לטבלת ניתוב (routing table) המאוחסנת בנתב ומכילה מידע אודות טופולוגיית הרשת בסביבתו המיידית. הנתב משתמש בטבלת הניתוב על מנת להחליט לאן להעביר את החבילות.
מודם.
מודם (modem) הוא מכשיר המשמש לחיבור בין צומתי רשת באמצעות כבלים שלא תוכננו במקור לשידור של תעבורת רשת דיגיטלית (כמו קווי טלפון), או באופן אלחוטי. המודם מאפנן ומפענח מידע דיגיטלי על גל נושא בתווך כלשהו, וכך מאפשר שידור וקליטה של המידע. בדרך כלל מודמים נמצאים בשימוש עם קווי טלפון, ופועלים בטכנולוגיית DSL.
חומת אש.
חומת אש (firewall) הוא מכשיר לשליטה ובקרה על ביטחון הרשת באמצעות ניהול הרשאות הגישה אליה. בדרך כלל מגדירים את חומות האש לדחות תעבורה ממקורות לא מוכרים, תוך הרשאת גישה ממקורות מוכרים. חשיבותן של חומות אש גדלה במקביל לגידול הקבוע של תופעת מתקפות הסייבר.
ניתוב.
ניתוב (routing) הוא תהליך הבחירה של מסלולים ברשת שעליהם תישלח תעבורת רשת. ניתוב מתבצע ברשתות מסוגים שונים, כולל רשתות מיתוג מעגלים ורשתות מיתוג מנות.
ברשתות מיתוג מנות, הניתוב מכוון את העברת חבילות הנתונים לפי מערכת של כתובות לוגיות (ראו: כתובת IP), מהמקור שלהן, דרך צומתי רשת הנמצאים בדרך, עד הגעתן ליעדן הסופי. צומתי ביניים הם בדרך כלל מכשירי תקשורת כמו נתבים, גשרים, Gateways, חומות אש ומתגים. מחשבים לשימוש כללי גם כן יכולים לשמש להעברת חבילות נתונים ולבצע ניתוב, אך הם אינם כוללים חומרה ייעודית לצורך זה, ולכן עשויים לסבול מביצועים מוגבלים.
תהליך הניתוב בדרך כלל מנהל את העברת הנתונים על בסיס טבלאות ניתוב, השומרות רישום של המסלולים ליעדי רשת שונים. לפיכך, בניית טבלאות ניתוב, הנשמרות בזיכרון של הנתב, הוא שלב חיוני לניתוב יעיל. רוב האלגוריתמים לניתוב משתמשים רק בנתיב רשת אחד בו זמנית. טכניקות לניתוב רב-מסלולי מאפשרות שימוש בכמה מסלולים אלטרנטיביים. בדרך כלל קיים יותר ממסלול אחד שניתן לבחור בו, ועל מנת לבחור בין המסלולים, ניתן להתייחס לשיקולים שונים כדי להחליט איזה מסלול יירשם לטבלת הניתוב.
לעיתים קרובות משווים את תהליך הניתוב, במובן הצר של המושג, לעומת תהליך הגישור (bridging), עם ההנחה שכתובות רשת הן מובְנות (structured), וכתובות דומות מרמזות על קרבה בתוך הרשת. כתובות מובנות מאפשרות לרשומה אחת בטבלת ניתוב לייצג את המסלול לקבוצה של מכשירים שונים. ברשתות גדולות, מערכת כתובות מובנות (ניתוב, במובן הצר) מאפשרת ביצועים טובים יותר לעומת שימוש במערכת כתובות בלתי מובנות (גישור). ניתוב הפך לשיטת המיעון הדומיננטית באינטרנט. גישור עדיין נמצא בשימוש נרחב בסביבות מקומיות.
היסטוריה.
ב-29 באוקטובר 1969 החלה לפעול הרשת הראשונה בעולם. רשת זו הוקמה על ידי הסוכנות לפרויקטי מחקר מתקדמים (ARPA) בצבא ארצות הברית, וכונתה בהתאם ARPANET (ראשי תיבות של: Advanced Research Projects Agency Network).
נתב
נַתָּב, או רַאוּטֶר (מאנגלית: Router), הוא רכיב תקשורת מחשבים שנועד לקביעת נתיבן והפצתן של חבילות נתונים ברשתות תקשורת נתונים.
רקע.
רשת האינטרנט היא רשת תקשורת הנתונים הגדולה בעולם. רשת האינטרנט איננה עשויה מקשה אחת, אלא מורכבת מתתי-רשת שונים, המחוברות זו לזו. עם השנים הלכה וגדלה רשת האינטרנט עד שהגיעה לגודלה הנוכחי. עמודי אינטרנט, תמונות, שירים, וכל מידע דיגיטלי אחר, מועברים ממקום למקום וממחשב למחשב.
מבחינות רבות דומה תנועת הנתונים באינטרנט לתנועת כלי הרכב בכבישים. כלי רכב מסוגים שונים עושים את דרכם ממקורות שונים ליעדים שונים על-פני רשת הכבישים בארץ, וגורמים שונים מסייעים בהכוונת התנועה: תמרורים, רמזורים, סימוני כבישים ושוטרי תנועה. גורמים אלו מנתבים את התנועה ממקום אחד למקום אחר במסלול מסוים. לדוגמה, בהתרחש תאונה בכביש, ייתכן ששוטר תנועה יכוון את התנועה לדרך חליפית.
בתפקיד שוטרי התנועה של רשת האינטרנט - משמשים הנתבים. נתבים משמשים במגוון תפקידים רחב כדי להכווין את תנועת המידע הדיגיטלי ממקום למקום.
ניתוב.
נתבים משמשים לניתוב נתונים מרשת אחת לרשת אחרת. לדוגמה, מרשת האינטרנט, לרשת הפרטית של המשתמש הביתי.
משימה זו מופיעה כחלק מהשכבה השלישית, שכבת הרשת, של מודל שבע השכבות, מודל OSI. כחלק ממשימת הניתוב, עשוי הנתב להשתמש בספירת צעדים. בשיטה זו מנסה הנתב לחשב את מספר "הצעדים" שעשויה חבילת המידע שברשותו לעשות בדרך ליעדה. לצורך כך, כל רכיב תקשורת בו תיאלץ לעבור החבילה בדרכה ליעד, ובפרט, נתבים נוספים, נחשב כצעד נוסף. אם קיימים כמה מסלולים אפשריים ליעד, יבחר הנתב בזה בעל מספר הצעדים הקטן ביותר, ובכך באופן תאורטי יחסך חלק מזמן המסע של החבילה. הדבר דומה במקצת לבחירת נתיב הנסיעה בעל מספר הרמזורים הקטן ביותר לאורך הדרך. בהנחה שהעיכוב הממוצע בכל רמזור ורמזור הוא זהה, הרי שעדיף לנו לנסוע בדרך בה יש פחות רמזורים. כיום, נוטים נתבים להתחשב פחות במספר הצעדים בדרך אל היעד, ומתחשבים בנתונים נוספים המשפיעים יותר על זמן המסע של חבילת הנתונים. הנתב עשוי להשתמש בפרוטוקולי ניתוב נוספים (כגון: ICMP, OSPF), על מנת לאסוף נתונים (כגון קצב, השהייה, עומס, אמינות) של הקישורים האפשריים ממנו ועד היעד של החבילה, ובמטרה להחליט כיצד יש להעביר הלאה כל אחת מחבילות הנתונים המגיעות אליו. השימוש בפרוטוקולים אלו נקרא ניתוב; ופרוטוקולים אלו נקראים פרוטוקולי ניתוב, או פרוטוקולים מנתבים.
כאשר הנתב מקבל חבילת נתונים, הוא בודק מהי כתובת היעד של החבילה, ומסתמך על טבלת הניתוב שלו על מנת לקבוע מאיפה להעביר את החבילה. כדי לבנות טבלה זו, מסתמך הנתב על פרוטוקולי הניתוב על מנת להחליט מה יש לעשות עם החבילה. חבילה שכזאת נקראת "חבילה מנותבת". במטרה להעבירה לתחנה הבאה בשרשרת (ולקרב אותה אל היעד), עושה הנתב שימוש בסוג נוסף של פרוטוקולים, המעבירים את החבילות על פי החלטת הניתוב שהתקבלה. פרוטוקולים אלו נקראים פרוטוקולים מנותבים. הבולט שבפרוטוקולים אלו, הוא פרוטוקול האינטרנט - IP. קיימים פרוטוקולים מנותבים נוספים (לדוגמה, IPX), אך השימוש בהם הוא פחות בהרבה מהשימוש בפרוטוקול האינטרנט.
ישנם שני סוגים עיקריים של נתבים:
נתב ביתי.
גישור בין רשתות.
נתב ביתי, הוא רכיב תקשורת פשוט וזול יחסית, הנמצא כיום בחלק ניכר של הבתים והעסקים הקטנים, ולעיתים רבות הוא כולל נקודת גישה לרשת אלחוטית.
תפקידו העיקרי של הנתב הביתי לגשר בין רשת האינטרנט העולמית לרשת הביתית. בבתים רבים יש מספר מכשירים ומחשבים. כל אלו יוצרים ביחד רשת זעירה, הנקראת הרשת הפרטית של המשתמש. למכשירים שונים ולמשתמשים שונים, יכולות להיות בקשות שונות מרשת האינטרנט. לדוגמה, בבית שבו שני מחשבים המחוברים לרשת האינטרנט ייתכן שמשתמש אחד יבקש לצפות בדף הבית של ויקיפדיה במחשב אחד, בעוד שבמחשב השני המשתמש מבקש מנוע חיפוש כלשהו.
אם בבית זה יש נתב, הבקשות השונות של משתמשי הקצה לרשת האינטרנט עוברות דרכו. הנתב רושם איזה משתמש ביקש איזה עמוד אינטרנט ומעביר את הבקשות לספק האינטרנט. ספק האינטרנט מחזיר את העמודים המבוקשים. הנתב, שקיבל שני עמודי אינטרנט שונים (לדוגמה, האחד של ויקיפדיה והשני של מנוע החיפוש), שמר רשימת בקשות של המשתמשים המחוברים אליו. כאשר מגיע עמוד (או כל חבילת נתונים דיגיטליים אחרת) מרשת האינטרנט לנתב הביתי, הוא מחפש ברשימת הבקשות השמורה אצלו מי המשתמש שביצע את הבקשה, ומעביר אליו את העמוד או את חבילת הנתונים מבוקשים.
בכך, מאפשר הנתב לכמה מחשבים לחלוק חיבור אינטרנט יחיד. מנקודת מבטו של ספק האינטרנט, אין הבדל בין הבקשות השונות, הן כולן בקשות שבוצעו על ידי אותו מנוי, באמצעות אותו הנתב, בעל אותה כתובת אינטרנט.
הדבר דומה לממיין דואר במשרד גדול. נניח כתובת הדואר של משרד שבו מספר עובדים, המטפלים בנושאים מגוונים. כדי ליצור קשר עם עובדי המשרד יש לשלוח את המכתב אל הכתובת של המשרד, וכאשר המען המופיע על המעטפת המכתב הוא כתובת המשרד. כאשר המעטפה מגיעה למשרד, היא נפתחת על ידי ממיין הדואר של המשרד. הממיין רואה שהמדובר בבקשה מתחום מסוים, ומעביר את המכתב אל העובד המטפל בתחום זה. ממיין הדואר מבצע פעולה דומה לזו של הנתב הביתי. מבחינתו של העולם החיצוני - יש למשרד כתובת אחת ויחידה. כל הבקשות והחבילות יגיעו לכתובת זו בלבד. בתוך המשרד ישנה תיבת דואר לכל עובד ועובד, וממיין הדואר, דואג לנתב את המכתבים ליעד המתאים.
תצורה.
נתב ביתי תקני מסוגל לתמוך הן בחיבורים פיזיים לנתב והן בחיבורים אלחוטיים. לנתב תקני יש בדרך כלל כניסה אחת המשמשת להכנסת מידע מרשת האינטרנט, לרוב באמצעות מודם אינטרנט. לנתב מספר יציאות פיזיות (בדרך כלל בין 2 ל-8), דרכן אפשר לחבר מחשבים לנתב באמצעות כבל רשת. בדרך כלל, יתמוך הנתב גם בחיבורים אלחוטיים. באמצעות חיבורים אלו, מחשבים שונים יכולים להתחבר לנתב תוך שימוש בקשר רדיו וללא צורך בחוטים. נתב ביתי תקני מסוגל בדרך-כלל לתמוך במספר רב של חיבורים אלחוטיים, עד כ-100–200 חיבורים, בהתאם לנתב. דבר זה מאפשר שימוש בנתבים ביתיים כנקודות גישה חמות בבתי קפה ובמקומות הצפויים להחזיק כמה עשרות משתמשים ואף יותר מכך.
תכונות נוספות.