Wireless چیست؟
Wireless به تکنولوژی ارتباطی اطلاق می شود که در آن از امواج رادیویی، مادون قرمز و مایکروویو ، به جای سیم و کابل ، برای انتقال سیگنال بین دو دستگاه استفاده می شود.از میان این دستگاه ها می توان پیغامگیرها، تلفن های همراه،کامپیوتر های قابل حمل، شبکه های کامپیوتری، دستگاه های مکان یاب، سیستم های ماهواره ای و PDA ها را نام برد. تکنولوژی Wireless به سرعت در حال پیشرفت است و نقش کلیدی را در زندگی ما در سرتاسر دنیا ایفا می کند.
فواید تکنولوژی Wireless
تکنولوژی Wireless به کابر امکان استفاده از دستگاه های متفاوت ، بدون نیاز به سیم یا کابل ، در حال حرکت را می دهد.شما می توانید صندوق پست الکترونیکی خود را بررسی کنید، بازار بورس را زیر نظر بگیرید، اجناس مورد نیاز خود را خریداری کنید و یا حتی برنامه تلویزیون مورد علاقه خود را تماشا کنید.بسیاری از زمینه های کاری از جمله مراقبت های پزشکی، اجرا قوانین و سرویس های خدماتی احتیاج به تجهیزات Wireless دارند.تجهیزات Wireless به شما کمک می کند تا تمام اطلاعات را به راحتی برای مشتری خود به نمایش در بیاورید.
از طرفی می توانید تمامی کارهای خود را در حال حرکت به سادگی بروز رسانی کنید و آن را به اطلاع همکاران خود برسانید.تکنولوژی Wireless در حال گسترش است تا بتواند ضمن کاهش هزینه ها، به شما امکان کار در هنگام حرکت را نیز بدهد.در مقایسه با شبکه های سیمی ، هزینه نگهداری شبکه های Wireless کمتر می باشد.شما می توانید از شبکه های Wireless برای انتقال اطلاعات از روی دریاها، کوهها و … استفاده کنید و این در حالی است که برای انجام کار مشابه توسط شبکه های سیمی، کاری مشکل در پیش خواهید داشت.
امروزه از شبکه های بدون کابل ( Wireless ) در ابعاد متفاوت و با اهداف مختلف، استفاده می شود . برقراری يک تماس از طريق دستگاه موبايل ، دريافت يک پيام بر روی دستگاه pager و دريافت نامه های الکترونيکی از طريق يک دستگاه PDA ، نمونه هائی از کاربرد اين نوع از شبکه ها می باشند . در تمامی موارد فوق ، داده و يا صوت از طريق يک شبکه بدون کابل در اختيار سرويس گيرندگان قرار می گيرد. در صورتی که يک کاربر ، برنامه و يا سازمان تمايل به ايجاد پتاسيل قابليـت حمل داده را داشته باشد، می تواند از شبکه های بدون کابل استفاده نمايد . يک شبکه بدون کابل علاوه بر صرفه جوئی در زمان و هزينه کابل کشی ، امکان بروز مسائل مرتبط با يک شبکه کابلی را نخواهد داشت .
از شبکه های بدون کابل می توان در مکان عمومی ، کتابخانه ها ، هتل ها ، رستوران ها و مدارس استفاده نمود . در تمامی مکان های فوق ، می توان امکان دستيابی به اينترنت را نيز فراهم نمود . يکی از چالش های اصلی اينترنت بدون کابل ، به کيفيت سرويس ( QoS ) ارائه شده برمی گردد . در صورتی که به هر دليلی بر روی خط پارازيت ايجاد گردد ، ممکن است ارتباط ايجاد شده قطع و يا امکان استفاده مطلوب از آن وجود نداشته باشد.
WLANS: Wireless Local Area Networks
امکان دستيابی کاربران ساکن در يک منطقه محدود نظير محوطه يک دانشگاه و يا کتابخانه را به شبکه و يا اينترنت ، فراهم می نمايد .
WPANS: Wireless Personal Area Networks
امکان ارتباط بين دستگاههای شخصی ( نظير laptop ) در يک ناحيه محدود ( حدود 914 سانتی متر ) فراهم می گردد . در اين نوع شبکه ها از دو تکنولوژی متداول Infra-Red) ) IR و ( Bluetooth ( IEEE 802.15 ، استفاده می گردد .
WMANS: Wireless Metropolitan Area Networks
امکان ارتباط بين چندين شبکه موجود در يک شهر بزرگ فراهم می گردد . از اين شبکه ، اغلب به عنوان شبکه های backup کابلی ( مسی ،فيبر نوری ) استفاده می گردد .
WWANS: Wireless Wide Area Networks
امکان ارتباط بين شهرها و يا حتی کشورها و از طريق سيستم های ماهواره ای متفاوت فراهم می گردد . شبکه های فوق به سيستم های 2G ( نسل دوم ) معروف شده اند .
در كل ، سیستم های Wireless می توانند به سه دسته اصلی تقسیم شوند :
سیستم Wireless ثابت : از امواج رادیویی استفاده می کند و خط دید مستقیم برای برقراری ارتباط لازم دارد. بر خلاف تلفن های همراه و یا دیگر دستگاههای Wireless، این سیستم ها از آنتن های ثابت استفاده می کنند و به طور کلی می توانند جانشین مناسبی برای شبکه های کابلی باشند و می توانند برای ارتباطات پرسرعت اینترنت و یا تلویزیون مورد استفاده قرار گیرند.امواج رادیویی وجود دارند که می توانند اطلاعات بیشتری را انتقال دهند و در نتیجه از هزینه ها می کاهند.
سیستم Wireless قابل حمل : دستگاهی است که معمولا خارج از خانه، دفتر کار و یا در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرند.نمونه های این سیستم عبارتند از : تلفن های همراه، نوت بوکها، دستگاه های پیغام گیر و PDA ها.این سیتم از مایکروویو و امواج رادیویی جهت انتقال اطلاعات استفاده می کند.
سیستم Wireless مادون قرمز : این سیستم از امواج مادون قرمز جهت انتقال سیگنالهایی محدود بهره می برد.این سیستم معمولا در دستگاه های کنترل از راه دور، تشخیص دهنده های حرکت، و دستگاه های بی سیم کامپیوترهای شخصی استفاده می شود.با پیشرفت حاصل در سالهای اخیر، این سیستم ها امکان اتصال کامپیوتر های نوت بوک و کامپیوتر های معمول به هم را نیز می دهند و شما به راحتی می توانید توسط این نوع از سیستم های Wireless ، شبکه های داخلی راه اندازی کنید.
آینده Wireless
نسل سوم شبکه ها ،3G، نسل آینده شبکه های Wireless نامگذاری شده است.سیستم های 3G کمک می کنند تا صدا و تصویر و داده را با کیفیت مناسب و به سرعت انتقال دهیم. شبکه های بدون کابل یکی از چندین روش موجود بمنظور اتصال چند کامپیوتر به یکدیگر و ایجاد یک شبکه کامپیوتری است . در شبکه های فوق برای ارسال اطلاعات بین کامپیوترهای موجود در شبکه از امواج رادیوئی استفاده می شود.
تکنولوژی شبکه های بدون کابل از ایده ” ضرورتی به کابل ها ی جدیدنمی باشد” ، استفاده می نمایند. در این نوع شبکه ها ، تمام کامپیوترها با استفاده از سیگنال هائی رادیوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای یکدیگر می نمایند.
این نوع شبکه ها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی می توان یک کامپیوتر متصل به این نوع از شبکه ها را مکان های دیگر استقرار و کماکن از امکانات شبکه بهره مند گردید مثلا” در صورتیکه این نوع شبکه ها را در یک فضای کوچک نظیر یک ساختمان اداری ایجاد کرده باشیم و دارای یک کامپیوتر Laptop باشیم که از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نماید ، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشیم با استفاده از Laptop می توان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد.
شبکه های کامپیوتری از نقظه نظر نوع خدمات وسرویس دهی به دو گروه : نظیر به نظیر و سرویس گیرنده / سرویس دهنده نقسیم می گردند. در شبکه های نظیر به نظیر هر کامپیوتر قادر به ایفای وظیفه در دو نقش سرویس گیرنده و سرویس دهنده در هر لحظه است . در شبکه های سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، هر کامپیوتر صرفا” می تواند یک نقش را بازی نماید. ( سرویس دهنده یا سرویس گیرنده ) . در شبکه های بدون کابل که بصورت نظیر به نظیر پیاده سازی می گردنند ، هر کامپیوتر قادر به ارتباط مستقیم با هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه است . برخی دیگر از شبکه های بدون کابل بصورت سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، پیاده سازی می گردند. این نوع شبکه ها دارای یک Access point می باشند. دستگاه فوق یک کنترل کننده کابلی بوده و قادر به دریافت و ارسال اطلاعات به آداپتورهای بدون کابل ( کارت های شبکه بدون کابل ) نصب شده در هر یک از کامپیوترها می باشند.
چهار نوع متفاوت از شبکه های بدون کابل وجود دارد ( از کند و ارزان تا سریع و گران )
Bluetooth
IrDA
HomeRF) SWAP)
WECA) Wi-Fi)
شبکه های Bluetooth در حال حاضر عمومیت نداشته و بنظر قادر به پاسخگوئی به کاربران برای شبکه ها ی با سرعت بالا نمی باشند. IrDA) Infrared Data Association) استانداردی بمنظور ارتباط دستگاههائی است که از سیگنال ها ی نوری مادون قرمز استفاده می نمایند. استاندارد فوق نحوه عملیات کنترل از راه دور، ( تولید شده توسط یک تولید کننده خاص ) و یک دستگاه راه دور ( تولید شده توسط تولید کننده دیگر ) را تبین می کند. دستگاههای IrDA از نورمادون قرمز استفاده می نمایند.
پيش از بررسی مدل های SWAP و Wi-Fi لازم است با استاندارد اولیه این دو مدل آشنا شویم .
اولین مشخصات شبکه های اترنت بدو ن کابل با نام IEEE 802.11 توسط موسسه IEEE عرضه گردید. در استاندارد فوق دو روش بمنظور ارتباط بین دستگاهها با سرعت دو مگابیت در ثانیه مطرح شد. دو روش فوق بشرح زیر می باشند :
DSSS) Direct-sequence spread spectrum)
FHSS) Frequency-hopping spread spectrum)
دو روش فوق از تکنولوژی FSK)Frequency-shift keying) استفاده می نمایند. همچنین دو روش فوق از امواج رادیوئی Spread-spectrum در محدوده 4/ 2 گیگاهرتز استفاده می نمایند.
Spread Spectrum ، بدین معنی است که داده مورد نظر برای ارسال به بخش های کوچکتر تقسیم و هر یک از آنها با استفاده از فرکانس های گسسته قابل دستیابی در هر زمان ، ارسال خواهند شد. دستگاههائی که از DSSS استفاده می نمایند ، هر بایت داده را به چندین بخش مجزا تقسیم و آنها را بصورت همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت ، ارسال می دارند.
DSSS از پهنای باند بسیار بالائی استفاده می نماید (تقریبا” 22 مگاهرتز) دستگاههائی که از FHSS استفاده می نمایند ، در یک زمان پیوسته کوتاه ، اقدام به ارسال داده کرده و با شیفت دادن فرکانس (hop) بخش دیگری از اطلاعات را ارسال می نمایند. با توجه به اینکه هر یک از دستگاههای FHSS که با یکدیگر مرتبط می گردند ، بر اساس فرکانس مربوطه ای که می بایست Hop نمایند و از هر فرکانس در یک بازه زمانی بسیار کوتاه استفاده می نمایند ( حدودا” 400 میلی ثانیه ) ، بنابراین می توان از جندین شبکه FHSS در یک محیط استفاده کرد( بدون اثرات جانبی ) . دستگاههای FHSS صرفا” دارای پهنای باند یک مگاهرتز و یا کمتر می باشند.
HomeRF و SWAP
HomeRF ، اتحادیه ای است که استانداری با نام SWAP) Shared Wireless Access protocol) را ایجاد نموده است. SWAP دارای شش کانال صوتی متفاوت بر اساس استاندارد DECT و 802.11 است. دستگاههای SWAP در هر ثانیه 50 hop ایجاد و در هر ثانیه قادر به ارسال یک مگابیت در ثانیه می باشند. در برخی از مدل ها میزان ارسال اطلاعات تا دو مگابیت در ثانیه هم می رسد. ، توانائی فوق ارتباط مستقیم به تعداد اینترفیس های موجود در مجیط عملیاتی دارد.
مزایای SWAP عبارتند از :
– قیمت مناسب
– نصب آسان
– به کابل های اضافه نیاز نخواهد بود
– دارای Access point نیست
– دارای شش کانال صوتی دو طرفه و یک کانال داده است
– امکان استفاده از 127 دستگاه در هر شبکه وجود دارد.
– امکان داشتن چندین شبکه در یک محل را فراهم می نماید.
– امکان رمزنگاری اطلاعات بمنظور ایمن سازی داده ها وجود دارد.
برخی از اشکالات SWAP عبارتند از :
– دارای سرعت بالا نیست ( در حالت عادی یک مگابیت در ثانیه )
– دارای دامنه محدودی است ( 75 تا 125 فوت / 23 تا 38 متر )
– با دستگاههای FHSS سازگار نیست .
– دستگاههای دارای فلز و یا وجود دیوار می تواند باعث افت ارتباطات شود.
– استفاده در شبکه های کابلی ، مشکل است .
تراتسیور بدون کابل واقعی بهمراه یک آنتن کوچک در یک کارت ISA , PCI و یا PCMCIA ایجاد می گردد. در صورتیکه از یک کامپیوتر Laptop استفاده شود ، کارت PCMCIA بصورت مستقیم به یکی از اسلات های PCMCIA متصل خواهد شد. در کامپیوترهای شخصی ، می بایست از یک کارت اختصاصی ISA ، کارت PCI HomeRF و یا یک کارت PCMCIA بهمراه یک آداپتور مخصوص ، استفاده کرد. با توجه به ضرورت استفاده از کارت های اختصاصی ، صرفا” کامپیوترها را می توان در یک شبکه SWAP استفاده کرد. چاپگرها و سایر وسائل جانبی می بایست مستقیما” به یک کامپیوتر متصل و توسط کامپیوتر مورد نظر بعنوان یک منبع اشتراکی مورد استفاده قرار گیرند.
اکثر شبکه های SWAP بصورت ” نظیر به نظیر ” می باشند . برخی از تولیدکنندگان اخیرا” بمنظور افزایش دامنه تاثیر پذیری در شبکه های بدون کابل ، Access point هائی را به بازار عرضه نموده اند. شبکه های HomeRf نسبت به سایر شبکه های بدون کابل ، دارای قیمت مناسب تری می باشند.
WECAو Wi-Fi
WECA) Wireless Ethernet Compatibility Alliance) رویکرد جدیدی را نسبت به HomeRF ارائه نموده است. Wi-Fi ، استانداردی است که به تمام تولیدکنندگان برای تولید محصولات مبتی بر استاندارد IEEE 802.11 تاکید می نماید. مشخصات فوق FHSS را حذف و تاکید بر استفاده از DSSS دارد. ( بدلیل ظرفیت بالا در نرخ انتقال اطلاعات ) . بر اساس IEEE 802.11b ، هر دستگاه قادر به برقراری ارتباط با سرعت یازده مگابیت در ثانیه است . در صورتیکه سرعت فوق پاسخگو نباشد ، بتدریج سرعت به 5/5 مگابیت در ثانیه ، دو مگابیت در ثانیه و نهایتا” به یک مگابیت در ثانیه تنزل پیدا خواهد کرد. بدین ترتیب شبکه از صلابت و اعتماد بیشتری برخوردار خواهد بود.
مزایای Wi-Fi عبارتند از :
– سرعت بالا ( یازده مگابیت در ثانیه )
– قابل اعتماد
– دارای دامنه بالائی می باشند ( 1.000 فوت یا 305 متر در قضای باز و 250 تا 400 فوت / 76 تا 122 متر در فضای بسته )
– با شبکه های کابلی بسادگی ترکیب می گردد.
– با دستگاههای DSSS 802.11 ( اولیه ) سازگار است .
برخی از اشکالات Wi-Fi عبارتند از :
– گران قیمت می باشند.
– پیکربندی و تنظیمات آن مشکل است .
– نوسانات سرعت زیاد است
Wi-Fi سرعت شبکه های اترنت را بدون استفاده از کابل در اختیار قرار می دهد. کارت های سازگار با Wi-Fi بمنظور استفاده در شبکه های ” نظیر به نظیر ” وجود دارد ، ولی معمولا” Wi-Fi به Access Point نیاز خواهد داشت . اغلب Access point ها دارای یک اینترفیس بمنظور اتصال به یک شبکه کابلی اترنت نیز می باشند. اکثر ترانسیورهای Wi-Fi بصورت کارت های PCMCIA عرضه شده اند. برخی از تولیدکنندگان کارت های PCI و یا ISA را نیز عرضه نموده اند.
امنيت
برای پياده سازی امنيـت در شبکه های بدون کابل از سه روش متفاوت استفاده می شود :
WEP: Wired Equivalent Privacy
هدف توقف ره گيری سيگنال های فرکانس راديوئی توسط کاربران غير مجاز بوده و برای شبکه های کوچک مناسب است . علت اين امر به عدم وجود پروتکل خاصی به منظور مديريت “کليد ” بر می گردد. هر “کليد ” می بايست به صورت دستی برای سرويس گيرندگان تعريف گردد. بديهی است در صورت بزرگ بودن شبکه ، فرآيند فوق از جمله عمليات وقت گير برای هر مدير شبکه خواهد بود . WEP ، مبتنی بر الگوريتم رمزنگاری RC4 است که توسط RSA Data System ارائه شده است. در اين رابطه تمامی سرويس گيرندگان و Access Point ها بگونه ای پيکربندی می گردند که از يک کليد مشابه برای رمزنگاری و رمزگشائی استفاده نمايند .
SSID: Service Set Identifier
روش فوق به منزله يک “رمزعبور” بوده که امکان تقسيم يک شبکه WLAN به چندين شبکه متفاوت ديگر که هر يک دارای يک شناسه منحصر بفرد می باشند را فراهم می نمايد . شناسه های فوق، می بايست برای هر access point تعريف گردند. يک کامپيوتر سرويس گيرنده به منظور دستيابی به هر شبکه ، می بايست بگونه ای پکربندی گردد که دارای شناسه SSID مربوط به شبکه مورد نظر باشد . در صورتی که شناسه کامپيوتر سرويس گيرنده با شناسه شبکه مورد نظر مطابقت نمايد ، امکان دستيابی به شبکه برای سرويس گيرنده فراهم می گردد .
فيلترينگ آدرس های ( MAC ( Media Access Control
ليستی از آدرس های MAC مربوط به کامپيوترهای سرويس گيرنده، برای يک Access Point تعريف می گردد . بدين ترتيب ، صرفا” به کامپيوترهای فوق امکان دستيابی داده می شود . زمانی که يک کامپيوتر درخواستی را ايجاد می نمايد ، آدرس MAC آن با آدرس MAC موجود در Access Point مقايسه شده و در صورت مطابقت آنان با يکديگر ، امکان دستيابی فراهم می گردد . اين روش از لحاظ امنيتی شرايط مناسبی را ارائه می نمايد ، ولی با توجه به اين که می بايست هر يک از آدرس های MAC را برای هر Access point تعريف نمود ، زمان زيادی صرف خواهد شد . استفاده از روش فوق، صرفا” در شبکه های کوچک بدون کابل پيشنهاد می گردد .
تجهيزات و پيکربندی يک شبکه Wireless
سخت افزار مورد نياز به منظور پيکربندی يک شبکه بدون کابل به ابعاد شبکه مورد نظر بستگی دارد . عليرغم موضوع فوق ، در اين نوع شبکه ها اغلب و شايد هم قطعا” به يک access point و يک اينترفيس کارت شبکه نياز خواهد بود . در صورتی که قصد ايجاد يک شبکه موقت بين دو کامپيوتر را داشته باشيد ، صرفا” به دو کارت شبکه بدون کابل نياز خواهيد داشت .
Access Point چيست ؟
سخت افزار فوق ، به عنوان يک پل ارتباطی بين شبکه های کابلی و دستگاههای بدون کابل عمل می نمايد . با استفاده از سخت افزار فوق ، امکان ارتباط چندين دستگاه به منظور دستيابی به شبکه فراهم می گردد .access point می تواند دارای عملکردی مشابه يک روتر نيز باشد . در چنين مواردی انتقال اطلاعات در محدوده وسيعتری انجام شده و داده از يک access point به access point ديگر ارسال می گردد .
کارت شبکه بدون کابل
هر يک از دستگاههای موجود بر روی يک شبکه بدون کابل ، به يک کارت شبکه بدون کابل نياز خواهند داشت . يک کامپيوتر Laptop ، عموما” دارای يک اسلات PCMCIA است که کارت شبکه درون آن قرار می گيرد . کامپيوترهای شخصی نيز به يک کارت شبکه داخلی که معمولا” دارای يک آنتن کوچک و يا آنتن خارجی است ، نياز خواهند داشت .آنتن های فوق بر روی اغلب دستگاهها ،اختياری بوده و افزايش سيگنال بر روی کارت را بدنبال خواهد داشت .
پيکربندی يک شبکه بدون کابل
به منظور پيکربندی يک شبکه بدون کابل از دو روش متفاوت استفاده می گردد :
روش Infrastructure : به اين نوع شبکه ها، hosted و يا managed نيز گفته می شود . در اين روش از يک و يا چندين access point ( موسوم به gateway و يا روترهای بدون کابل ) که به يک شبکه موجود متصل می گردند ، استفاده می شود . بدين ترتيب دستگاههای بدون کابل، امکان استفاده از منابع موجود بر روی شبکه نظير چاپگر و يا اينترنت را بدست می آورند .
روش Ad-Hoc : به اين نوع شبکه ها ، unmanaged و يا Peer-to-Peer نيز گفته می شود . در روش فوق هر يک از دستگاهها مستقيما” به يکديگر متصل می گردند. مثلا” يک شخص با دارا بودن يک دستگاه کامپيوتر laptop مستقر در محوطه منزل خود می تواتند با کامپيوتر شخصی موجود در منزل خود به منظور دستيابی به اينترنت ، ارتباط برقرار نمايد پس از تهيه تجهيزات سخت افزاری مورد نياز به منظور ايجاد يک شبکه بدون کابل ، در ادامه می بايست تمامی تجهيزات تهيه شده را با هدف ايجاد و سازماندهی يک شبکه به يکديگر متصل تا امکان ارتباط بين آنان فراهم گردد .
قبل از نصب و پيکربندی يک شبکه بدون کابل ، لازم است به موارد زير دقت نمائيد :
تهيه درايورهای مربوطه از فروشنده سخت افزار و کسب آخرين اطلاعات مورد نياز
فاصله بين دو کامپيوتر می بايست کمتر از يکصد متر باشد .
هر يک از کامپيوترهای موجود می بايست بر روی يک طبقه مشابه باشند .
استفاده از تجهيزات سخت افزاری مربوط به يک توليد کننده ، دارای مزايا و معايبی است . در اين رابطه پيشنهاد می گردد ليستی از ويژگی های هر يک از سخت افزارهای مورد نياز عرضه شده توسط توليد کنندگان متعدد تهيه شود تا امکان مقايسه و اخذ تصميم مناسب، فراهم گردد .
مراحل لازم به منظور نصب يک شبکه ( فرضيات : ما دارای يک شبکه کابلی موجود هستيم و قصد پياده سازی يک شبکه بدون کابل به منظور ارتباط دستگاههای بدون کابل به آن را داريم ) :
اتصال access point به برق و سوکت مربوط به شبکه اترنت
پيکربندی access point ( معمولا” از طريق يک مرورگر وب ) تا امکان مشاهده آن توسط شبکه موجود فراهم گردد .
پيکربندی مناسب کامپيوترهای سرويس گيرنده به منظور ارتباط با access point ( در صورتی که تمامی سخت افزارهای شبکه بدون کابل از يک توليد کننده تهيه شده باشند ، عموما” با تنظيمات پيش فرض هم می توان شبکه را فعال نمود . به هر حال پيشنهاد می گردد همواره به راهنمای سخت افزار تهيه شده به منظور پيکربندی بهينه آنان ، مراجعه گردد ) .
نویسنده:ر.سلیمی بنی