گردآورندگان: خانم ها پريسا شهبازي-زكيه خادم حجتي - ساحل چقاميرزا

شبكه هاي بي سيمWireless Networking

به تكنولوژي ارتباطي اطلا‌ق مي‌شود كه در آن از امواج راديويي، مادون قرمز و مايكروويو به جاي كابل براي انتقال اطلاعات بين دو دستگاه فرستنده و گیرنده استفاده مي‌شود. در ساختار اغلب شبکه های بیسیم از يك دستگاه فرستنده و گيرنده مركزي بنام Access Point = AP استفاده مي‌شود. AP با آنتني كه به آن متصل است، مي‌تواند در محل مرتفع و يا هر مكاني كه امكان ارتباط بهتر را فراهم مي‌كند، نصب شود .

فوايد تكنولوژي Wireless

تكنولوژي Wireless به كاربر امكان استفاده ‌از دستگاه‌هاي متفاوت، بدون نياز به سيم يا كابل و در حال ‌حركت را مي‌دهد. شما مي توانيد صندوق پست الكترونيكي، وب سایت مورد نظر خود و ... را مشاهده نمایید.

انواع شبكه هاي بي سيم

Wireless Local Area Networks = WLAN

اين نوع شبكه براي كاربران محلي از جمله محيطهاي دانشگاهي يا آزمايشگاهها كه نياز به استفاده از اينترنت دارند مفيد مي باشد. در اين حالت بایستی از Access Point استفاده نمود. در این حالت مي توان با استفاده از آنتن هاي مناسب مسافت ارتباطي كاربران را به شرط عدم وجود مانع تا حدي طولاني تر نمود.

Wireless Personal Area Networks = WPANS

دو تكنولوژي مورد استفاده براي اين شبكه ها عبارت از: Infra Red و Bluetooth كه مجوز ارتباط در محيطي حدود 90 متر را مي دهد البته در IR نياز به ارتباط با دید کاملا مستقيم بوده و محدوديت مسافت وجود دارد.

Wireless Metropolitan Area Networks = WMANS

توسط اين تكنولوژي ارتباط بين چندين شبكه يا ساختمان در يك شهر برقرار مي شود و براي Backup آن مي توان از خطوط اجاره اي و فيبر نوري استفاده نمود.

Wireless Wide Area Networks = WWANS

براي شبكه هائي با فواصل زياد همچون بين شهرها يا كشورها بكار مي رود اين ارتباط از طريق ماهواره ها صورت مي پذيرد.

آشنائي با شبكه هاي بي سيم

نياز روز افزون به پويايي كارها ، استفاده از تجهيزاتي مانند تلفن همراه ، پيجرها و ... بواسطه وجود شبكه هاي بي سيم امكان پذير شده است. اگر كاربر يا شركت يا برنامه كاربردي خواهان آن باشد كه داده و اطلاعات مورد نياز خود را به صورت متحرك در هر لحظه در اختيار داشته باشند شبكه هاي بي سيم جواب مناسبي براي آنها ست.


تشريح مقدماتي شبكه هاي بي سيم و كابلي

شبكه هاي محلي (LAN ) براي خانه و محيط كار مي توانند به دو صورت كابلي (Wired ) يا بي سيم (Wireless ) طراحي گردند . در ابتدا اين شبكه ها به روش كابلي با استفاده از تكنولوژي Ethernet طراحي مي شدند اما اكنون با روند رو به افزايش استفاده از شبكه هاي بي سيم با تكنولوژي Wi-Fi مواجه هستيم .

در شبكه هاي كابلي (كه در حال حاضر بيشتر با توپولوژي ستاره اي بكار مي روند ) بايستي از محل هر ايستگاه كاري تا دستگاه توزيع كننده (هاب يا سوئيچ ) به صورت مستقل كابل كشي صورت پذيرد(طول كابل ازنوع CAT5 نبايستي 100 متر بيشتر باشد در غير اينصورت از فيبر نوري استفاده ميگردد) كه تجهيزات بكار رفته از دونوع غير فعال (Passive ) مانند كابل ، پريز، داكت ، پچ پنل و.......... . و فعال (Active )مانند هاب ،سوئيچ ،روتر ، كارت شبكه و........... هستند .
موسسه مهندسي IEEE استانداردهاي 802.3u را براي Fast Ethernet و 802.3ab و802.3z را براي Gigabit Ethernet ( مربوط به كابلهاي الكتريكي و نوري ) در نظر گرفته است.

شبكه هاي بي سيم نيز شامل دستگاه مركزي (Access Point ) مي باشد كه هر ايستگاه كاري مي تواند حداكثر تا فاصله 30 متر ي آن (بدون مانع ) قرار گيرد.

شبكه هاي بي سيم (Wlan ) يكي از سه استاندارد ارتباطي Wi-Fi زير را بكار مي برند:
802.11b كه اولين استانداردي است كه به صورت گسترده بكار رفته است .
802.11a سريعتر اما گرانتر از 802.11b مي باشد.

802.11g جديدترين استاندارد كه شامل هر دو استاندارد قبلي بوده و از همه گرانتر ميباشد.
هر دونوع شبكه هاي كابلي و بي سيم ادعاي برتري بر ديگري را دارند اما انتخاب صحيح با در نظر گرفتن قابليتهاي آنها ميسر مي باشد.

عوامل مقايسه

در مقايسه شبكه هاي بي سيم و كابلي مي تواند قابليتهاي زير مورد بررسي قرار گيرد:
نصب و راه اندازي

هزينه

قابليت اطمينان

كارائي

امنيت

نصب و راه اندازي

در شبكه هاي كابلي بدليل آنكه به هر يك از ايستگاههاي كاري بايستي از محل سويئچ مربوطه كابل كشيده شود با مسائلي همچون سوارخكاري ، داكت كشي ، نصب پريز و......... مواجه هستيم در ضمن اگر محل فيزيكي ايستگاه مورد نظر تغيير يابد بايستي كه كابل كشي مجدد و .......صورت پذيرد

شبكه هاي بي سيم از امواج استفاده نموده و قابليت تحرك بالائي را دارا هستند بنابراين تغييرات در محل فيزيكي ايستگاههاي كاري به راحتي امكان پذير مي باشد براي راه اندازي آن كافيست كه از روشهاي زير بهره برد:

Ad hoc كه ارتباط مستقيم يا همتا به همتا (peer to peer ) تجهيزات را با يكديگر ميسر مي سازد.

Infrastructure كه باعث ارتباط تمامي تجهيزات با دستگاه مركزي مي شود.
بنابراين ميتوان دريافت كه نصب و را ه اندازي شبكه هاي كابلي يا تغييرات در آن بسيار مشكلتر نسبت به مورد مشابه يعني شبكه هاي بي سيم است .

هزينه

تجهيزاتي همچون هاب ، سوئيچ يا كابل شبكه نسبت به مورد هاي مشابه در شبكه هاي بي سيم ارزانتر مي باشد اما درنظر گرفتن هزينه هاي نصب و تغييرات احتمالي محيطي نيز قابل توجه است.
قابل به ذكر است كه با رشد روز افزون شبكه هاي بي سيم ، قيمت آن نيز در حال كاهش است .

قابليت اطمينان

تجهيزات كابلي بسيار قابل اعتماد ميباشند كه دليل سرمايه گذاري سازندگان از حدود بيست سال گذشته نيز همين مي باشد فقط بايستي در موقع نصب و يا جابجائي ، اتصالات با دقت كنترل شوند.
تجهيزات بي سيم همچون Broadband Router ها مشكلاتي مانند قطع شدن‌هاي پياپي، تداخل امواج الكترومغناظيس، تداخل با شبكه‌هاي بي‌سيم مجاور و ... را داشته اند كه روند رو به تكامل آن نسبت به گذشته(مانند 802.11g ) باعث بهبود در قابليت اطمينان نيز داشته است .
كارائي

شبكه هاي كابلي داراي بالاترين كارائي هستند در ابتدا پهناي باند 10 Mbps سپس به پهناي باندهاي بالاتر( 100 Mbps و 1000Mbps ) افزايش يافتند حتي در حال حاضر سوئيچهائي با پهناي باند 1Gbps نيز ارائه شده است .

شبكه هاي بي سيم با استاندارد 802.11b حداكثر پهناي باند 11Mbps و با 802.11a و 802.11g پهناي باند 54 Mbps را پشتيباني مي كنند حتي در تكنولوژيهاي جديد اين روند با قيمتي نسبتا بالاتر به 108Mbps نيز افزايش داده شده است علاوه بر اين كارائي Wi-Fi نسبت به فاصله حساس مي باشد يعني حداكثر كارائي با افزايش فاصله نسبت به َAccess Point پايين خواهد آمد. اين پهناي باند براي به اشتراك گذاشتن اينترنت يا فايلها كافي بوده اما براي برنامه هائي كه نياز به رد و بدل اطلاعات زياد بين سرور و ايستگاهاي كاري (Client to Server ) دارند كافي نيست .

امنيت

سه روش امنيتي در شبكه هاي بي سيم عبارتند از :

-WEP=Wired Equivalent Privacy

در اين روش از شنود كاربرهايي كه در شبكه مجوز ندارند جلوگيري به عمل مي آيد كه مناسب براي شبكه هاي كوچك بوده زيرا نياز به تنظيمات دستي( KEY ) مربوطه در هر Client مي باشد.

اساس رمز نگاري WEP بر مبناي الگوريتم RC4 بوسيله RSA مي باشد.


SSID = Service Set Identifier

شبكه هاي WLAN داراي چندين شبكه محلي مي باشند كه هر كدام آنها داراي يك شناسه (Identifier ) يكتا مي باشند اين شناسه ها در چندين Access Point قرار داده مي شوند . هر كاربر براي دسترسي به شبكه مورد نظر بايستي تنظيمات شناسه SSID مربوطه را انجام دهد .

MAC = Media Access Control

ليستي از MAC آدرس هاي مورد استفاده در يك شبكه به AP (Access Point ) مربوطه وارد شده بنابراين تنها كامپيوترهاي داراي اين MAC آدرسها اجازه دسترسي دارند به عبارتي وقتي يك كامپيوتر درخواستي را ارسال مي كند MAC آدرس آن با ليست MAC آدرس مربوطه در AP مقايسه شده و اجازه دسترسي يا عدم دسترسي آن مورد بررسي قرار مي گيرد .اين روش امنيتي مناسب براي شبكه هاي كوچك بوده زيرا در شبكه هاي بزرگ امكان ورود اين آدرسها به AP بسيار مشكل مي باشد.

Bluetooth
نوع ساده اي از ارتباط شبكه هاي بي سيم است كه حداكثر ارتباط 8 دستگاه را با تكنولوژي Bluetooth پشتيباني مي كند دستگاههايي از قبيل PDA ، نوت بوك ، تلفن هاي همراه و كامپيوترهاي شخصي از جمله اين موارد هستند مي دهد اگرچه اين تكنولوژي ممكن است در صفحه كليدها ،موس ها و Headset و Hands-free تلفن هاي همراه نيز ديده شود اين تكنولوژي در سال 1994 توسط شركت اريكسون ايجاد شد در سال 1998 تعداد كوچكي از كمپانيهاي مشهور مانند اريكسون ،نوكيا ، اينتل و توشيبا استفاده شد . بلوتوس در فواصل كوتاهي بين 9 تا 90 متر كار مي كنند اين فاصله پشتيباني به امنيت اين تكنولوژي مي افزايد .چرا كه اگر كسي بخواهد ارتباط شما را شنود كند گر چه به ابزار خاصي نياز ندارد اما بايستي در فاصله نزديكي از شما قرار بگيرد مهمتري ويژگي بلوتوس اين است كه بر خلاف Infrared موانعي مانند ديوار تاثيري بر روي سيگنال آن ندارند از تكنولوژي راديوئي استفاده كرده كه خيلي گران نبوده و مصرف برق خيلي كمي دارد.

تكنولوژی wi-fi

شبكه هاي ارتباطي بدون سيم از ديرباز از امواج راديويي براي انتقال سيگنال ها سود مي بردند، در اين قبيل از شبكه ها يك قطعه سخت افزاري اطلاعات را به امواج راديويي تبديل مي كند و سپس آنها را از طريق آنتن هاي موجود در شبكه ارسال مي كند اما در طرف ديگر يك دريافت كننده بدون سيم مستقر است تا با دريافت سيگنال هاي ارسالي و تبديل آنها به اطلاعات و رمزگشايي اطلاعات، آنها را به داده هايي قابل فهم براي رايانه تبديل كند.
يكي از راهكارهاي ارسال داده ها در سيستم هاي بدون سيم استفاده از تكنولوژي wi-fi مي باشد كه به تازگي در شبكه ها به وجود آمده است و مراحل پيشرفت خود را به تازگي آغاز نموده است. به بياني ساده مي توان wi-fi را به يك جفت بي سيم مورد استفاده براي ارتباطات برد كوتاه تشبيه كرد كه هنگام صحبت كردن در يك طرف، طرف ديگر صداي شما را دريافت كرده و با تلفيق آن با امواج راديويي از طريق آنتن آنها را ارسال مي كند و طرف ديگر پس از دريافت اطلاعات ابتدا نسبت به رمزگشايي آنها اقدام كرده و سپس آنها را از طريق بلندگوهاي موجود پخش خواهد كرد.
* wi-fiچيست
wi-fiكه مختصر عبارت wireless Fidelity است به شبكه هاي محلي بي سيم كه با استانداردIEEE802/11b راه اندازي شده است گفته مي شود. اين تكنولوژي ارسال اطلاعات را به شعاع صدمتري فراهم مي سازد كه در صورت وجود گيرنده هاي مخصوص شبكه هاي wi-fi آنها قادر به دريافت اين سيگنال ها مي باشند. در تكنولوژي wi-fi اين امكان فراهم شده است كه طيف راديويي موجود را بتوان بين تعداد زياد و متنوعي از گيرنده ها و فرستنده ها توزيع كرد و همه آنها نيز قابليت دريافت سيگنال ارسالي را داشته باشند.
به اعتقاد چاندراسكر مدير گروه شبكه هاي بي سيم در شركت اينتل، تكنولوژي fiـ wiبايد به جرياني بزرگتر و صنعتي تر تبديل شود تا سرمايه گذاري در آن بيشتر شده و امكان حضور شركت هاي بيشتري در اين بخش از بازار فراهم شود كه اگر اين گونه شود مي توان روي ابرها هم اينترنت داشت.
* تاريخچه
تاريخ پيدايش تكنولوژي wi-fi به اوايل دهه ۹۰ بازمي گردد يعني زماني كه ويك هايس يكي از دانشمندان شركت NCR به فكر استانداردسازي شبكه ها افتاد. اين فرآيند طولاني سرانجام در سال ۱۹۹۷ به ثمر نشست و در اين سال نخستين نگارش از استانداردb IEEE802/11 عرضه شد كه پس از مدتي با نام wi-fi wireless Fidelity)) شناخته شد. دو سال پس از اين نگارش يعني در سال ۱۹۹۹ شركت اپل تكنولوژي wi-fi را به رايانه هاي همراه خود اضافه كرد و آنها را روانه بازار ساخت.

* كاربردهاي wi-fi
تكنولوژي wi-fi علاوه بر استفاده در ارتباط رايانه هاي شخصي در اتصال به اينترنت به صورت بي سيم امكان استفاده از هر شبكه ديگري را نيز دارد. به عنوان نمونه در تلفن هاي همراه نسل جديد امكان اتصال به اينترنت از طريق wi-fi فراهم شده است. همچنين wi-fi به عنوان راه حلي مؤثر به منظور توسعه شبكه هاي داخلي، بدون صرف هزينه سيم كشي مطرح شده است. دو تكنولوژي wi-fi و Bluetooth به عنوان رقباي يكديگر در شبكه هاي بي سيم مطرح شده اند و هم اكنون نيز رقابت آنها در حال افزايش است اما هدف اين دو فناوري يكسان نبوده و هر كدام هدف جداگانه اي را در پيش گرفته اند.
Bluetooth

براي استفاده در شبكه هاي بي سيم كوچك در نظر گرفته شده است كه داراي مصرف پائين برق و برد كوتاه تري است اما wi-fi براي استفاده در شبكه هاي بي سيم متوسط با برد و پهناي باند وسيع تري مطرح شده است.
تكنولوژي wi-fi در باندهاي راديويي ۲‎/۴ و ۵ گيگاهرتز فعال است و مي تواند سرعتي در حدود Mbps ۱۱ تا Mbps ۵۴ داشته باشد اما در مقابل Bluetooth تنها سرعتي در حدود kbps ۷۲۰ را دارد.
علاوه بر مواردي كه در بالابه آن اشاره شد سرويس voice) voip over Internet protocol) انتقال صدا از طريق تكنولوژي اينترنت ـ كه امكان برقراري تماس تلفني روي شبكه هاي رايانه اي را مقدور مي سازد نيز از wi-fi بهره مي گيرد. با استفاده از Dual Mode Telephony دستگاه هاي تلفن همراه نيز قادر خواهند بود با استفاده از تكنولوژي wi-fi تماس هايي با كيفيت تكنولوژي سلولي را برقرار سازند و بدين ترتيب شما هم امكان اتصال به اينترنت را روي گوشي خود خواهيد داشت و هم امكان مكالمه تلفني را.