زیر ساختار سخت افزاری LAN بی سیم، یک بخش مهم و حیاتی یک پروژه ی موفق WLAN محسوب می گردد.
در این مقاله ما نگاهی مختصر و مفید به سخت افزارهای بی سیم شامل Access pointها، پل ها، repeaterها، سوئیچ/روترهای LAN بی سیم، آداپتورهای بی سیم و آنتن ها خواهیم داشت.
Access Point ها (AP) Access Point، یک بازیگر اصلی در زیر ساختار شبکه ی LAN بی سیم محسوب می گردد.
Access Pointها در سه نوع خودمختار (autonomous)، سبک (lightweight) و mesh عرضه می شوند.
Access Pointهای خودمختار، دستگاه های مستقلی هستند که به تنهایی و به عنوان یک عنصر مستقل در شبکه، نقش ایفا می کنند.
Lightweight access pointها، به عنوان بخشی از یک سوئیچ LAN بی سیم عمل می کنند.
Access Pointهای نوع mesh، به یکدیگر متصل گشته و یک شبکه ی هوشمند و موثر را بوجود می آورند.
AP از سیگنال RF برای اتصال کامپیوترها در یک شبکه ی LAN استفاده می کند.
هنگامی که یک دستگاه بی سیم به یک AP متصل می شود، اصطلاحاً گفته می شود که در مود infrastructure قرار دارد.
در این مود عمل، همه ی ترافیک داده از طریق Access Point عبور داده می شود.
یک AP، می تواند به عنوان یک دستگاه مستقل شبکه ی بی سیم عمل کند.
همچنین به عنوان بخشی از یک شبکه ی بی سیم بزرگتر (با اشتراک گذاری برخی از پیکربندی های همسان، مثل (SSID) می تواند وارد میدان شود.
SSID، نام یا شناساگر همه ی دستگاه های متصل به Access Point می باشد.
Access Pointها، دستگاه های half-duplex محسوب می شوند.
در اصطلاح کامپیوتر، half-duplex به ارتباط دو طرفه ای اطلاق می شود که در آن واحد، فقط در یک جهت امکان برقراری ارتباط وجود دارد.
در مقابل، full duplex، امکان ارتباط دو طرفه ی همزمان را بوجود می آورد.
AP به سیستم توزیع (DS) که نوعاً یک کابل اترنت است، متصل گشته و امکان می دهد تا کاربران بی سیم شبکه، به منابع آن دسترسی داشته باشند.
در استاندارد 802.11، از APها به عنوان ایستگاه (station یا مختصراً STA) یاد می شود.
روش ارتباطی دیگر در شبکه، full-duplex است که در یک شبکه ی اترنت کامل مبتنی بر سوئیچ، دستگاه ها مستقیماً با سوئیچ اترنت ارتباط برقرار می کنند.
شکل (2)، ارتباط half-duplex را در یک شبکه ی بی سیم نشان می دهد.
روتر های WLAN روترهای LAN بی سیم، وابسته به کاربرد، می توانند به طور متفاوتی تعریف گردند.
در حوزه ی کاربرد خانگی یا SOHO، یک روتر بی سیم LAN را می توان همچنین به عنوان یک روتر باند پهن بی سیم در نظر گرفت.
در محیط Enterprise، یک روتر LAN بی سیم، علاوه بر وظایف متعارف خود، می تواند نقش یک گسترش دهنده ی برد شبکه (Extender) و یا یک روتر VPN بی سیم را بازی کند.
روترهای خانگی بی سیم روترهای باند پهن خانگی و یا SOHO، معمولاً مجهز به یک پورت اینترنت، چندین پورت برای سوئیچ اترنت، و یک AP بی سیم هستند.
این روترها از طریق یک مرورگر وب (با استفاده از پروتکل HTTP یا HTTPS) پیکربندی می شوند.
پیکربندی این دستگاه ها برای افراد غیرحرفه ای با استفاده از یک مرورگر وب و از طریق یک سرور وب داخلی بسیار آسان می باشد.
در اغلب موارد، یک روتر بی سیم به یک مودم ADSL متصل و درنهایت به یک ISP متصل می گردد.
برخی از ویژگی های روتر باند پهن بی سیم عبارتند از: • تبدیل و مخفی سازی آدرس واقعی شبکه (NAT) • نقش سرور DHCP • مسیریابی IP • سرویس های DNS • فایروال روتر VPN بی سیم یک روتر VPN بی سیم نوعاً سه پورت ذیل را در بر دارد: • پورت اترنت، برای اتصال به یک LAN • پورت اینترنت، برای اتصال به یک شبکه ی WAN • پورت بی سیم، برای امکان دادن به کامپیوترها و دستگاه های IEEE 802.11 که به یک شبکه متصل شوند.
روترهای VPN بی سیم دارای یک مجموعه ویژگی های قوی تر از روترهای باند پهن بی سیم هستند.
تونل های VPN لایه 3، بین دو دستگاه و روتر (روی هر طرف ارتباط)، به عنوان یک VPN endpoint عمل می کنند.
ویژگی های دیگر عبارتند از: • پروتکل PPTP • پروتکل L2TP/IPSec • SSH2 • سرویس های پیشرفته ی شبکه سازی IP شکل 4 یک روتر VPN بی سیم را نشان می دهد.
پل های بی سیم پل های بی سیم، دو یا چند LAN کابلی را به یکدیگر متصل می کنند.
اصولاً دو پیکربندی برای پل های بی سیم وجود دارد: "نقطه به نقطه" و "نقطه به چند نقطه".
یک پل بی سیم یک دستگاه اختصاصی است که خیلی شبیه به یک AP در مود bridge عمل می کند.
پل های بی سیم دارای ویژگی هایی همسان با APهای enterprise (مثل آنتن های قابل جدا شدن و سطوح توان قابل انتخاب) هستند.
اتصال مکان ها به یکدیگر با استفاده از پل های بی سیم، دارای مزایای زیادی شامل نصب سریع، صرفه جویی در هزینه و نرخ انتقال داده ی بالاست.
تفاوت هزینه در نصب پل های بی سیم، برای اتصال ساختمان ها به یکدیگر (نسبت به روش کابلی کشی اترنت)، گاهی اوقات بسیار زیاد است.
پل های بی سیم در یکی از دو باند ISM 2.4 GHz یا UNII 5 GHz کار می کنند.
از آنجایی که این پل ها، فواصل طولانی را می توانند پوشش دهند، در نظر گرفتن جنبه های امنیتی در طرح از اهمیت بالایی برخوردار است.
تکرار کننده های بی سیم (repeaters) تکرار کننده های بی سیم، برای گسترش فیزیکی سلول رادیویی مورد استفاده قرار می گیرند.
در یک شبکه ی اترنت کابلی، تکرار کننده ها در لایه ی 1 مدل OSI، برای گسترش سگمنت اترنت مورد استفاده قرار می گیرند.
یک تکرار کننده ی اترنت، فاقد هوش می باشد؛ بدان معنا که نمی تواند نوع ترافیک داده را تشخیص دهد، بلکه به سادگی همه ی ترافیک داده را از داخل دستگاه عبور می دهد.
اما چرا از تکرار کننده ها استفاده می کنیم؟
درست همانطور که یک سگمنت اترنت برای ارسال موفق داده ها، دارای یک برد یا حداکثر فاصله دارد، LANهای بی سیم نیز از این قاعده مستثنی نیستند.
از تکرار کننده ها، برای افزایش برد شبکه ی بی سیم استفاده می شود.
شکل 6 نشان می دهد که چگونه از تکرار کننده ها برای افزایش برد شبکه ی بی سیم استفاده می شود.
دستگاه سرویس گیرنده ی WLAN علیرغم اینگه هنگام بکار بردن عبارت "دستگاه های سرویس گیرنده"، فوراً کامپیوترها و لپ تاپ ها به ذهن خطور می کنند، اما دستگاه های سرویس گیرنده طیف وسیعی از محصولات دیجیتالی مثل کامپیوتر، لپ تاپ، اسکنر، سرورهای پرینت، انواع دوربین ها، و بسیاری موارد دیگر را دربر می گیرند.
در بسیاری از مکان های عمومی مثل رستوران ها، فرودگاه ها و هتل ها، مدت ها است که امکان دسترسی رایگان به اینترنت به صورت بی سیم وجود دارد.
این امکان از طریق نصب فرستنده/گیرنده هایی معروف به Wi-Fi Hotspot میسر می گردد.
این Hot-Spot ها معمولاً از طریق سیم و یا کابل شبکه، به شبکه های بزرگتر، متصل و سیگنال اینترنت را به صورت بی سیم به کامپیوترهای جداگانه ای که از فرکانس رادیویی استفاده می کنند، Broadcast می نمایند.
بسیاری از کامپیوترهای شخصی، این سیگنال را با استفاده از یک کارت آداپتور بی سیم دریافت می کنند.
یک آداپتور شبکه ی بی سیم، امکان می دهد تا یک سیستم محاسباتی، به یک LAN بی سیم متصل شود.
آداپتورهای شبکه ی بی سیم، دارای یک فرستنده و گیرنده ی رادیویی داخلی هستند.
هر آداپتور از یک یا چند استاندارد 802.11a/b/g/n پشتیبانی می کند.
امروزه اکثر کامپیوترهای نوت بوک، دارای قابلیت اتصال به شبکه های بی سیم بطور داخلی هستند.
تراشه های کوچکی در داخل کامپیوتر، وظایف یک آداپتور بی سیم را به خوبی انجام می دهند و نیاز به یک آداپتور جداگانه نیست.
کارت های اینترنت بی سیم که تحت عنوان کارت های (WLAN (Wireless Local Area Nework نیز شناخته می شوند، یکی از انواع مختلف کارت های آداپتوری هستند که قابلیت هایی را به کامپیوتر شما اضافه می کنند.
در میان سایر کارت ها می توان به مدل هایی که برای کنفرانس از راه دور (Teleconferencing)، بهبود سیستم های صوتی و یا بارگذاری عکس ها از یک دوربین دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرند، اشاره کرد.
کارت های اینترنت بی سیم در قالب های مختلفی ارایه می شوند.
کارت های متفاوتی برای لپ تاپ ها، دسک تاپ ها و PDAها ارایه می شوند.
بسیاری از کامپیوترها به همراه یک نمونه از این کارت ها (که از قبل در داخل آنها نصب شده است)، ارائه می شوند؛ اما شما می توانید چنین کارت هایی را با قیمت های نسبتاً پایینی خریداری کرده و در یک شکاف مناسب در داخل کامپیوترتان نصب نمایید.
تعداد بسیار زیاد Hot-spotهای Wi-Fi باعث شده است که کارت های اینترنت بی سیم بیش از پیش مورد توجه قرار گیرند.
این کارت ها که در ابتدا در منازل یا بنگاه های تجاری مورد استفاده قرار می گرفتند تا افراد متعددی بتوانند یک اتصال اینترنت را به اشتراک بگذارند، اکنون به یک کالای داغ برای هر فردی که از یک کامیپوتر استفاده می کند تبدیل شده اند، خصوصاً با گسترش شبکه های بی سیم در سراسر شهرهای بزرگ.
ما در این مقاله شما را با نحوه ی برقراری ارتباط کارت های اینترنت بی سیم با Hot-Spotها برای اتصال به اینترنت آشنا خواهیم کرد.
شما همچنین با کارت های بی سیم مختلفی که قابل دسترسی هستند و چیزی که در هنگام خرید باید به دنبال آن باشید، نیز آشنا خواهید شد.
بازگشت به مبانی برای درک مکانیزم حاکم بر آداپتورهای اینترنت بی سیم، شما ابتدا باید نحوه ی کار خود اینترنت بی سیم را بشناسید.
یک شبکه ی اینترنت بی سیم بجای انتقال داده ها از طریق یک خط تلفن، (digital subscriber line) DSL یا کابل پرسرعت، داده ها را همانند رادیوها و تلفن های سلولی مخابره می نماید؛ یعنی با استفاده از امواج رادیویی.
یک Wi-Fi Hot-Spot که معمولاً یک Access Point یا روتر بی سیم است، ابتدا اطلاعات را از اینترنت به همان سبک قدیمی یعنی از طریق کابل ها دریافت می کند.
سپس، Hot Spot این داده ها را از قالب باینری (کد کامپیوتری متشکل از صفر و یک) به امواج رادیویی تبدیل می نماید.
در مرحله ی بعد، امواج رادیویی تولید شده در ناحیه ی اطراف Hot spot پخش (Broadcast) می شوند.
سیگنال های بی سیم معمولاً مسافتی در حدود 23 تا 46 متر را طی می کنند.
با این حال در یک ناحیه ی باز و بدون مانع، این سیگنال ها می توانند تا برد 305 متر و در شرایط بهینه حتی به 1/6 کیلومتر نیز برسد.
ما بعداً بیشتر درباره ی "شرایط بهینه" صحبت خواهیم کرد.
کارت های اینترنت بی سیمی که در داخل برد سیگنال رادیویی قرار دارند، آن را با استفاده از یک آنتن کوچک دریافت نموده و مجدداً به کد باینری ترجمه می کنند تا کامپیوتر شما قادر به خواندن آن باشد.
این فرآیند در جهت عکس نیز عمل می کند یعنی کارت اطلاعات ارسالی کامپیوتر شما را به امواج رادیویی تبدیل نموده و به روتر می فرستد که از آنجا مجدداً به قالب باینری تبدیل شده و بر روی کابل ها به اینترنت ارسال می گردد.
ارتباطات رادیویی مورد استفاده ی شبکه های بی سیم تا حدودی با ارتباطات رادیویی تلفن های سلولی و رادیوها تفاوت دارد.
برای نمونه، کارت های اینترنت بی سیم به گونه ای طراحی شده اند تا از فرکانس های بالاتری برای اداره ی داده های بیشتر استفاده کنند (معمولاً 2/4 یا 5 گیگاهرتز).
بعلاوه، کارت ها و روترها می توانند بر روی یکی از سه کانال فرکانس متفاوت با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند.
مواقعی که افراد زیادی مشغول استفاده از سیگنال بی سیم هستند (مثلاً تکنسین ها و تاجرانی که در یک فرودگاه حضور دارند)، کارت ها و روترها همچنین می توانند مابین کانال ها سوئیچ کرده و به این ترتیب تداخل را کاهش دهند.
کارت های بی سیم، تحت استانداردهای شبکه سازی کار می کنند که تنوعی از استاندارد ابتدایی 802.11 به حساب می آیند.
این استاندارد توسط (Institute of Electrical and Elecronics Engineers) IEEE توسعه یافته بودند تا فناوری های مختلف را از یکدیگر متمایز نمایند.
استانداردهای 802.11g، 802.11b و 802.11n متداول ترین نمونه ها هستند.
با وجود آنکه سیگنال های رادیویی Wi-Fi دارای مزایایی نسبت به سیگنال های رادیویی معمولی هستند، اما هنوز در معرض تداخل موانع فیزیکی قرار دارند.
تداخل (Interference) هنگامی روی می دهد که یک سیگنال توسط سیگنالی مشابه و هم فرکانس، مختل گردد.
برای نمونه، اجاق های مایکروویو و بسیاری از تلفن های بی سیم با همان فرکانسی کار می کنند که توسط شبکه های Wi-Fi مورد استفاده قرار می گیرد، بنابراین اگر در هنگام کار با اینترنت تلاش کنید که شام خود را گرم نمایید، ممکن است متوجه کاهش سرعت