دانلود مقاله آشنایی با شبکه های بی سیم

نیاز روز افزون به پویایی کارها ، استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه ، پیجرها و ...
بواسطه وجود شبکه های بی سیم امکان پذیر شده است.
اگر کاربر یا شرکت یا برنامه کاربردی خواهان آن باشد که داده و اطلاعات مورد نیاز خود را به صورت متحرک در هر لحظه در اختیار داشته باشند شبکه های بی سیم جواب مناسبی برای آنها ست.
این مقاله دربخش‌های مختلفی ارائه میشود، در بخش حاضر فقط به بیان کلیاتی در رابطه با شبکه‌های بی‌سیم و کابلی پرداخته شده، در بخش‌های بعدی به جزئیات بیشتری در رابطه با شبکه‌های بی‌سیم خواهیم پرداخت.
تشریح مقدماتی شبکه های بی سیم و کابلی
شبکه های محلی (LAN ) برای خانه و محیط کار می توانند به دو صورت کابلی (Wired ) یا بی سیم (Wireless ) طراحی گردند .

درابتدا این شبکه ها به روش کابلی با استفاده از تکنولوژی Ethernet طراحی می شدند اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکه های بی سیم با تکنولوژی Wi-Fi مواجه هستیم .
در شبکه های کابلی (که در حال حاضر بیشتر با توپولوژی ستاره ای بکار می روند ) بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده (هاب یا سوئیچ ) به صورت مستقل کابل کشی صورت پذیرد(طول کابل ازنوع CAT5 نبایستی 100 متر بیشتر باشد در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) که تجهیزات بکار رفته از دونوع غیر فعال (Passive ) مانند کابل ، پریز، داکت ، پچ پنل و..........

.

و فعال (Active )مانند هاب ،سوئیچ ،روتر ، کارت شبکه و...........

هستند .
موسسه مهندسی IEEE استانداردهای 802.3u را برای Fast Ethernet و 802.3ab و802.3z را برای Gigabit Ethernet ( مربوط به کابلهای الکتریکی و نوری ) در نظر گرفته است.
شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point ) می باشد که هر ایستگاه کاری می تواند حداکثر تا فاصله 30 متر ی آن (بدون مانع ) قرار گیرد.

شبکه های بی سیم (Wlan ) یکی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi زیر را بکار می برند:
802.11b که اولین استانداردی است که به صورت گسترده بکار رفته است .

802.11a سریعتر اما گرانتر از 802.11b می باشد.

802.11g جدیدترین استاندارد که شامل هر دو استاندارد قبلی بوده و از همه گرانتر میباشد.
هر دونوع شبکه های کابلی و بی سیم ادعای برتری بر دیگری را دارند اما انتخاب صحیح با در نظر گرفتن قابلیتهای آنها میسر می باشد.

عوامل مقایسه
در مقایسه شبکه های بی سیم و کابلی می تواند قابلیتهای زیر مورد بررسی قرار گیرد:
 نصب و راه اندازی
 هزینه
 قابلیت اطمینان
 کارائی
 امنیت
نصب و راه اندازی
در شبکه های کابلی بدلیل آنکه به هر یک از ایستگاههای کاری بایستی از محل سویئچ مربوطه کابل کشیده شود با مسائلی همچون سوارخکاری ، داکت کشی ، نصب پریز و.........

مواجه هستیم در ضمن اگر محل فیزیکی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد بایستی که کابل کشی مجدد و .......صورت پذیرد
شبکه های بی سیم از امواج استفاده نموده و قابلیت تحرک بالائی را دارا هستند بنابراین تغییرات در محل فیزیکی ایستگاههای کاری به راحتی امکان پذیر می باشد برای راه اندازی آن کافیست که از روشهای زیر بهره برد:
Ad hoc که ارتباط مستقیم یا همتا به همتا (peer to peer ) تجهیزات را با یکدیگر میسر می سازد.

Infrastructure که باعث ارتباط تمامی تجهیزات با دستگاه مرکزی می شود.
بنابراین میتوان دریافت که نصب و را ه اندازی شبکه های کابلی یا تغییرات در آن بسیار مشکلتر نسبت به مورد مشابه یعنی شبکه های بی سیم است .
هزینه
تجهیزاتی همچون هاب ، سوئیچ یا کابل شبکه نسبت به مورد های مشابه در شبکه های بی سیم ارزانتر می باشد اما درنظر گرفتن هزینه های نصب و تغییرات احتمالی محیطی نیز قابل توجه است .
قابل به ذکر است که با رشد روز افزون شبکه های بی سیم ، قیمت آن نیز در حال کاهش است .
قابلیت اطمینان
تجهیزات کابلی بسیار قابل اعتماد میباشند که دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین می باشد فقط بایستی در موقع نصب و یا جابجائی ، اتصالات با دقت کنترل شوند.
تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router ها مشکلاتی مانند قطع شدن‌های پیاپی، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکه‌های بی‌سیم مجاور و ...

را داشته اند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته(مانند 802.11g ) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .
تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router ها مشکلاتی مانند قطع شدن‌های پیاپی، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکه‌های بی‌سیم مجاور و ...

را داشته اند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته(مانند 802.11g ) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .

کارائی شبکه های کابلی دارای بالاترین کارائی هستند در ابتدا پهنای باند 10 Mbps سپس به پهنای باندهای بالاتر( 100 Mbps و 1000Mbps ) افزایش یافتند حتی در حال حاضر سوئیچهائی با پهنای باند 1Gbps نیز ارائه شده است .

شبکه های بی سیم با استاندارد 802.11b حداکثر پهنای باند 11Mbps و با 802.11a و 802.11g پهنای باند 54 Mbps را پشتیبانی می کنند حتی در تکنولوژیهای جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر به 108Mbps نیز افزایش داده شده است علاوه بر این کارائی Wi-Fi نسبت به فاصله حساس می باشد یعنی حداکثر کارائی با افزایش فاصله نسبت به َAccess Point پایین خواهد آمد.

این پهنای باند برای به اشتراک گذاشتن اینترنت یا فایلها کافی بوده اما برای برنامه هائی که نیاز به رد و بدل اطلاعات زیاد بین سرور و ایستگاهای کاری (Client to Server ) دارند کافی نیست .

امنیت بدلیل اینکه در شبکه های کابلی که به اینترنت هم متصل هستند، وجود دیواره آتش از الزامات است و تجهیزاتی مانند هاب یا سوئیچ به تنهایی قادر به انجام وظایف دیواره آتش نمیباشند، بایستی در چنین شبکه هایی دیواره آتش مجزایی نصب شود.

تجهیزات شبکه های بی سیم مانند Broadband Routerها دیواره آتش بصورت نرم افزاری وجود داشته و تنها بایستی تنظیمات لازم صورت پذیرد.

از سوی دیگر به دلیل اینکه در شبکه‌های بی‌سیم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده میشود، بدون پیاده سازی تکنیک‌های خاصی مانند رمزنگاری، امنیت اطلاعات بطور کامل تامین نمی گردد استفاده از رمزنگاری WEP (Wired Equivalent Privacy ) باعث بالا رفتن امنیت در این تجهیزات گردیده است .

انتخاب صحیح کدام است؟

با توجه به بررسی و آنالیز مطالبی که مطالعه کردید بایستی تصمیم گرفت که در محیطی که اشتراک اطلاعات وجود دارد و نیاز به ارتباط احساس می شو د کدام یک از شبکه های بی سیم و کابلی مناسبتر به نظر می رسند .

جدول زیر خلاصه ای از معیارهای در نظر گرفته شده در این مقاله می باشد .

بعنوان مثال اگر هزینه برای شما مهم بوده و نیاز به استفاده از حداکثر کارائی را دارید ولی پویائی برای شما مهم نمی باشد بهتر است از شبکه کابلی استفاده کنید.

بنابراین اگر هنوز در صدد تصمیم بین ایجاد یک شبکه کامپیوتری هستید جدول زیر انتخاب را برای شما ساده تر خواهد نمود.

انواع شبکه های بی سیم WLANS)Wireless Local Area Networks ( این نوع شبکه برای کاربران محلی از جمله محیطهای(Campus) دانشگاهی یا آزمایشگاهها که نیاز به استفاده از اینترنت دارند مفید می باشد.

در این حالت اگر تعداد کاربران محدود باشند می توان بدون استفاده از Access Point این ارتباط را برقرار نمود .در غیر اینصورت استفاده از Access Point ضروری است.می توان با استفاده از آنتن های مناسب مسافت ارتباطی کاربران را به شرط عدم وجود مانع تاحدی طولانی تر نمود.

WPANS)Wireless Personal Area Networks ( دو تکنولوژی مورد استفاده برای این شبکه ها عبارت از :IR (Infra Red ) و Bluetooth (IEEE 802.15 ) می باشد که مجوز ارتباط در محیطی حدود 90 متر را می دهد البته در IR نیاز به ارتباط مستقیم بوده و محدودیت مسافت وجود دارد .

WMANS)Wireless Metropolitan Area Networks ( توسط این تکنولوژی ارتباط بین چندین شبکه یا ساختمان در یک شهر برقرار می شود برای Backup آن می توان از خطوط اجاره ای ،فیبر نوری یا کابلهای مسی استفاده نمود WWANS)Wireless Wide Area Networks ( برای شبکه هائی با فواصل زیاد همچون بین شهرها یا کشورها بکار می رود این ارتباط از طریق آنتن ها ی بی سیم یا ماهواره صورت می پذیرد .

امنیت در شبکه های بی سیم سه روش امنیتی در شبکه های بی سیم عبارتند از : - WEP)Wired Equivalent Privacy ( در این روش از شنود کاربرهایی که در شبکه مجوز ندارند جلوگیری به عمل می آید که مناسب برای شبکه های کوچک بوده زیرا نیاز به تنظیمات دستی( KEY ) مربوطه در هر Client می باشد.

اساس رمز نگاری WEP بر مبنای الگوریتم RC4 بوسیله RSA می باشد.

- SSID )Service Set Identifier ( شبکه های WLAN دارای چندین شبکه محلی می باشند که هر کدام آنها دارای یک شناسه (Identifier ) یکتا می باشند این شناسه ها در چندین Access Point قرار داده می شوند .

هر کاربر برای دسترسی به شبکه مورد نظر بایستی تنظیمات شناسه SSID مربوطه را انجام دهد .

- MAC )Media Access Control ( لیستی از MAC آدرس های مورد استفاده در یک شبکه به AP (Access Point ) مربوطه وارد شده بنابراین تنها کامپیوترهای دارای این MAC آدرسها اجازه دسترسی دارند به عبارتی وقتی یک کامپیوتر درخواستی را ارسال می کند MAC آدرس آن با لیست MAC آدرس مربوطه در AP مقایسه شده و اجازه دسترسی یا عدم دسترسی آن مورد بررسی قرار می گیرد .این روش امنیتی مناسب برای شبکه های کوچک بوده زیرا در شبکه های بزرگ امکان ورود این آدرسها به AP بسیار مشکل می باشد.

انواع استاندارد 802.11 اولین بار در سال 1990 بوسیله انستیتیو IEEE معرفی گردید که اکنون تکنولوژیهای متفاوتی از این استاندارد برای شبکه های بی سیم ارائه گردیده است .

802.11 برای روشهای انتقال FHSS(frequency hopping spared spectrum ( یا DSSS (direct sequence spread spectrum ) با سرعت 1 Mbpsتا 2Mbps در کانال 2.4 GHz قابل استفاده می باشد.

802.11a برای روشهای انتقال OFDM (orthogonal frequency division multiplexing ) با سرعت 54Mbps در کانال 5GHz قابل استفاده است.

802.11b این استاندارد با نام WI-Fi یا High Rate 802.11 قابل استفاده در روش DSSS بوده و در شبکه های محلی بی سیم نیز کاربرد فراوانی دارد همچنین دارای نرخ انتقال 11Mbps می باشد.

802.11g این استاندارد برای دستیابی به نرخ انتقال بالای 20Mbps در شبکه های محلی بی سیم و در کانال 2.4GHz کاربرد دارد.

Bluetooth نوع ساده ای از ارتباط شبکه های بی سیم است که حداکثر ارتباط 8 دستگاه را با تکنولوژی Bluetooth پشتیبانی می کند دستگاههایی از قبیل PDA ، نوت بوک ، تلفن های همراه و کامپیوترهای شخصی از جمله این موارد هستند می دهد اگرچه این تکنولوژی ممکن است در صفحه کلیدها ،موس ها و Headset و Hands-free تلفن های همراه نیز دیده شود این تکنولوژی در سال 1994 توسط شرکت اریکسون ایجاد شد در سال 1998 تعداد کوچکی از کمپانیهای مشهور مانند اریکسون ،نوکیا ، اینتل و توشیبا استفاده شد .

بلوتوس در فواصل کوتاهی بین 9 تا 90 متر کار می کنند این فاصله پشتیبانی به امنیت این تکنولوژی می افزاید .چرا که اگر کسی بخواهد ارتباط شما را شنود کند گر چه به ابزار خاصی نیاز ندارد اما بایستی در فاصله نزدیکی از شما قرار بگیرد مهمتری ویژگی بلوتوس این است که بر خلاف Infrared موانعی مانند دیوار تاثیری بر روی سیگنال آن ندارند از تکنولوژی رادیوئی استفاده کرده که خیلی گران نبوده و مصرف برق خیلی کمی دارد .

تکنولوژی شبکه‌های بی‌سیم، با استفاده از انتقال داده‌ها توسط اموج رادیویی، در ساده‌ترین صورت، به تجهیزات سخت‌افزاری امکان می‌دهد تا بدون‌استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

شبکه‌های بی‌سیم بازه‌ی وسیعی از کاربردها، از ساختارهای پیچیده‌یی چون شبکه‌های بی‌سیم سلولی -که اغلب برای تلفن‌های همراه استفاده می‌شود- و شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN – Wireless LAN) گرفته تا انوع ساده‌یی چون هدفون‌های بی‌سیم، را شامل می‌شوند.

از سوی دیگر با احتساب امواجی همچون مادون قرمز، تمامی تجهیزاتی که از امواج مادون قرمز نیز استفاده می‌کنند، مانند صفحه کلید‌ها، ماوس‌ها و برخی از گوشی‌های همراه، در این دسته‌بندی جای می‌گیرند.

طبیعی‌ترین مزیت استفاده از این شبکه‌ها عدم نیاز به ساختار فیزیکی و امکان نقل و انتقال تجهیزات متصل به این‌گونه شبکه‌ها و هم‌چنین امکان ایجاد تغییر در ساختار مجازی آن‌هاست.

از نظر ابعاد ساختاری، شبکه‌های بی‌سیم به سه دسته تقسیم می‌گردند : WWAN، WLAN و WPAN.

مقصود از WWAN، که مخفف Wireless WAN است، شبکه‌هایی با پوشش بی‌سیم بالاست.

نمونه‌یی از این شبکه‌ها، ساختار بی‌سیم سلولی مورد استفاده در شبکه‌های تلفن همراه است.

WLAN پوششی محدودتر، در حد یک ساختمان یا سازمان، و در ابعاد کوچک یک سالن یا تعدادی اتاق، را فراهم می‌کند.

کاربرد شبکه‌های WPAN یا