آشنایی با شبکه های بی سیم ( Wireless & WiFi )

مقدمه:
نیاز روز افزون به پویایی کارها ، استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه ، پیجرها و ... به واسطه 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 دربخش های مختلفی ارائه میشود، در بخش حاضر فقط به بیان کلیاتی در رابطه با شبکه های بی سیم و کابلی پرداخته شده است. در بخش های بعدی به جزئیات بیشتری در رابطه با شبکه های بی سیم خواهیم پرداخت. با این مقاله در سایت سرزمین دانلود با ما همراه باشید.

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. در ابتدا 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 WiFi 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 نباید از 100 متر بیشتر باشد. در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) . تجهیزات به کار رفته از دو نوع غیر فعال یا Passive (مانند کابل، پریز، داکت، پچ پنل) و فعال یا Active (مانند هاب، سوئیچ، روتر، کارت شبکه) 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 متری آن (بدون مانع) قرار گیرد.

شبکه های بی سیم (Wlan) یکی از سه استاندارد ارتباطی WiFi زیر را به کار می برند:

● 802.11b 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 دو نوع 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 به دلیل 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 باید کابل کشی مجدد صورت پذیرد.

شبکه های بی سیم از امواج استفاده نموده و قابلیت تحرک بالائی را دارا هستند. بنابر این تغییرات در محل فیزیکی ایستگاههای کاری به راحتی امکان پذیر می باشد. و 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 راه اندازی شبکه های کابلی یا تغییرات در آنها، نسبت به شبکه های بی سیم بسیار مشکل تر است.

● هزینه:
تجهیزاتی همچون هاب، سوئیچ یا کابل شبکه در شبکه هاب کابلی نسبت به شبکه های بی سیم ارزانتر می باشد. اما در نظر 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. دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین است. فقط باید در موقع نصب و یا جابجائی، اتصالات با دقت کنترل شوند.

تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router ها مشکلاتی مانند قطع شدن های پیاپی، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکه های بی سیم 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 تکنولوژی های جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر به 108Mbps نیز افزایش داده شده است. علاوه بر این کارائی WiFi 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:
به دلیل 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.

در تجهیزات شبکه های بی سیم مانند Broadband Router ها دیواره آتش بصورت نرم افزاری وجود داشته و تنها بایستی تنظیمات لازم صورت پذیرد. از سوی دیگر به دلیل اینکه در شبکه های بی سیم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده میشود، بدون پیاده سازی تکنیک های خاصی مانند رمزنگاری، امنیت اطلاعات بطور کامل تامین نمی گردد استفاده از رمزنگاری 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 شود کدام یک از شبکه های بی سیم و کابلی مناسبتر به نظر می رسند.

معیار شما باید خلاصه ای از معیارهای در نظر گرفته شده در این مقاله باشد. به عنوان 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.


امنیت در شبکه های بی سیم

سه روش امنیتی در شبکه های بی سیم عبارتند از :

1) Wired Equivalent Privacy
در این روش از شنود کاربرهایی که در شبکه مجوز ندارند جلوگیری به عمل می آید. که برای شبکه های کوچک مناسب است. زیرا نیاز به تنظیمات دستی (KEY) مربوطه در هر Client می باشد.
اساس رمز نگاری WEP بر مبنای الگوریتم RC4 بوسیله RSA می باشد.

2) Service Set Identifier
شبکه های WLAN دارای چندین شبکه محلی می باشند، که هر کدام آنها دارای یک شناسه (Identifier) یکتا هستند. 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.

3) Media Access Control
در این روش، لیستی از MAC آدرس های مجاز در یک شبکه به Access Point مربوطه وارد میشود. 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 است. زیرا در شبکه های بزرگ امکان ورود این آدرسها به AP بسیار مشکل می باشد.

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

● 802.11
برای روشهای انتقال frequency hopping spared spectrum یا direct sequence spread spectrum با سرعت 1Mbps تا 2Mbps در کانال 2.4 GHz قابل استفاده می باشد.

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

● 802.11b
این استاندارد با نام WiFi 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. (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. و در سال 1998 توسط تعدادی از کمپانی های مشهور مانند اریکسون ،نوکیا ، اینتل و توشیبا مورد استفاده قرار گرفت. بلوتوث در فواصل کوتاهی بین 9 تا 90 متر کار می کند. این فاصله به امنیت این تکنولوژی می افزاید. زیرا اگر کسی بخواهد ارتباط شما را شنود کند گر چه به ابزار خاصی نیاز ندارد اما بایستی در فاصله نزدیکی از شما قرار بگیرد. مهمترین ویژگی بلوتوث این است که بر خلاف Infrared موانعی مانند دیوار تاثیری بر روی سیگنال آن ندارند. این روش از تکنولوژی رادیوئی استفاده میکند. که ارزان قیمت بوده و مصرف برق خیلی کمی دارد.

شبکه‌ کامپیوتری چیست؟

شبکه‌ مجموعه‌ای‌ از سرویس‌ دهنده‌ها و سرویس‌ گیرنده‌های‌ متعددی‌ می‌باشد که‌ به‌ یکدیگر متصل‌ هستند. در این‌ بین‌ سرویس‌ دهنده‌ها (Server) نقش‌ خدمات‌ دهی‌، و سرویس‌ گیرنده‌ها (Client) نقش‌ مشتری‌ را بازی‌ می‌کنند.

انواع‌ شبکه‌: شبکه‌ها را می‌توان‌ به‌ دو دسته‌ی‌ «شبکه‌های‌ محلی‌» LAN و شبکه‌های‌ بزرگ‌تر از آن‌ (WAN) تقسیم‌ کرد.

شبکه‌های‌ محلی‌: Local Area Network این‌ نوع‌ شبکه‌ها به‌ شبکه‌های (LAN) معروف‌ هستند. شبکه های محلی معمولا میزبان 2 تا 20 کامپیوتر و در غالب Work Group میباشند. سرعت این نوع شبکه بسیار زیاد است (معمولا 100MB Per Sec) و می توان حجم داده های بالا را در مدت بسیار کم انتقال داد.

شبکه‌های‌ گسترده‌: Wide Area Network این نوع شبکه ها به شبکه های WAN معروف هستند. این شبکه ها بزرگتر از شبکه های LAN و اغلب برای امور عمومی از آن استفاده می شود. ازجمله این شبکه ها میتوان شبکه های VAN و یا شبکه های بزرگتر مانند Internet و... را نام برد. سرعت انتقال داده ها در این نوع شبکه ها نسبت به LAN (در ایران) بسیار ناچیز میباشد. این کاهش سرعت به خاطر فاصله طولانی است. البته می توان با استفاده از خطوط DSL یا ISDN و یا بی سیم Wire Less سرعت این ارتباط را افزایش داد.

IP چیست؟ IP مخفف Internet Protocol و یک‌ عدد 32 بیتی‌ است‌ که‌ پس‌ از اتصال‌ به‌ شبکه‌ (... , Internet , LAN) به‌ کامپیوتر ما متعلق‌ می‌گیرد. شکل کلی IP را می توان به صورت http://www.xxx.yyy.zzz در نظر گرفت که با هر بار اتصال به اینترنت این عدد تغییر می کند. به عنوان مثال در حال حاضر IP ما 213.155.55.104 است اما در اتصال بعدی ممکن است این عدد به 213.155.55.20 تغییر کند.

IP چه کاربردی دارد: IP به عنوان یک شناسنامه در شبکه است و کاربردهای بسیاری دارد .برای توصیف کامل IP نیاز به شرح TCP/IP است که بعدا به آن اشاره خواهیم کرد. همان طور که در جامعه شناسنامه وسیله ای برای احراز هویت ماست و بدون آن جزو آن جامعه محسوب نمی شویم ، IP نیز وسیله ای برای شناسایی ما در شبکه است و امکان اتصال به شبکه بدون آن وجود ندارد. به طور مثال هنگامی که در شبکه مشغول چت (Chat) هستیم ، کامپیوتر شما دارای یک IP می باشد. و جملاتی را که شما تایپ می کنید به وسیله مسیر یابها (Router ) مسیر یابی (Routing) شده و به کامپیوتر شخص مقابل میرسند و متنی را هم که شخص مقابل تایپ میکند روی IP شما فرستاده می شود.

چگونه IP خود را بدست آوریم : برای بدست آوردن IP خود در سیستم عامل ویندوز، کافی است به محیط Command Prompt رفته و عبارت 'IPCONFIG را تایپ کنیم. به طور مثال پس از اجرای دستور به نتایج زیر می رسید:

Windows IP Configuration 0 Ethernet adapter :

IP Address. . . . . . . . . : 213.155.55.232

Subnet Mask . . . . . . . . : 255.255.255.0

Default Gateway . . . . . . : 213.155.55.232

فعلا تنها به سطر IP Address که با رنگ قرمز مشخص شده است توجه کنید. Default Gateway و Subnet Mask بعدا برسی خواهد شد.

ملاحظه میکنید که IP ما 213.155.55.232 است.

آدرسهای IP به چند دسته تقسیم می شوند؟ آدرسهای IP به پنج کلاس A,B,C,D,E تقسیم می شوند. از بین این کلاسها تنها کلاسهای A,B,C کاربرد دارند که به شرح آنها می پردازیم.

کلاس A : تمام IP هایی که www آنها (قبلا شکل کلی IP را که به صورت http://www.xxx.yyy.zzz معرفی کرده ایم) بین 1 تا 126 است، جزو کلاس A محسوب می شوند.

به عنوان مثال : 112.10.57.13 یک IP کلاس A است.

کلاس B : تمام IP هایی که www آنها بین 128 تا 191 می باشد را شامل می شود. مانند 172.155.55.73 که جزو کلاس B است.

کلاس C : این کلاس تمام IP هایی که www آنها بین 192 تا 223 است را شامل می شود: مانند 213.133.52.138 که جزو کلاس C محصوب می شود.

تحلیل IP : همان طور که گفته شد IP یک عدد 32 بیتی است. هم اکنون این گفته را کاملتر شرح داده و مطلب را بازتر می کنیم. درک این قسمت از مطلب نیازمند دانستن مفاهیم Bit و Byte است. اینih در حقیقت واحدهای اندازه گیری حافظه کامپیوتر هستند که در پایین آنها را شرح می دهیم:

BIT : به کوچکترین واحد اندازه گیری حافظه کامپیوتری می گویند.

Byte : به مجموع 8 بیت ، یک بایت می گویند. بنابر این نتیجه می گیریم 32 بیت همان 4 بایت در مبنای اعشاری (مبنای 10) است و برای این که کامپیوتر اعداد را در مبنای 2 در نظر می گیرد آن را به صورت Binary (مبنای 2) می نویسیم.

IP از چند قسمت تشکیل شده است؟

IP از دو قسمت Net ID و Host ID تشکیل شده است و مقادیر بیت ها در این دو قسمت در کلاسهای مختلف IP متفاوت است. Net ID در واقع شناسه شبکه و Host ID شناسه میزبان در IP است.

بررسی Net ID در کلاسهای مختلف:

Net ID در کلاس A به صورت http://www.0.0.0 است. یعنی تنها www را شامل می شود.

در کلاس B به صورت : http://www.xxx.0.0 است. یعنی http://www.xxx در واقع Net ID می باشد.

و در کلاس C به صورت : http://www.xxx.yyy.0 است.