خدمات شبکه بیسیم – Wireless

مقدمه ای بر شبکه های بی سیم و کابلی

هسته اصلی سیستم های توزیع اطلاعات را تشکیل می دهند. مفهوم شبکه های کامپیوتری بر پایه اتصال کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات سخت افزاری به یکدیگر برای ایجاد امکان ارتباط و تبادل اطلاعات استوار شده است. گروهی از کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات متصل به هم را یک شبکه می نامند. کامپیوتر هایی که در یک شبکه واقع هستند، میتوانند اطلاعات، پیاشبکه های کامپیوتریم، نرم افزار و سخت افزارها را بین یکدیگر به اشتراک بگذارند. به اشتراک گذاشتن اطلاعات، پیام ها و نرم افزارها، تقریباً برای همه قابل تصور است در این فرایند نسخه ها یا کپی اطلاعات نرم افزاری از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل می شود. هنگامی که از به اشتراک گذاشتن سخت افزار سخن می گوییم به معنی آن است که تجهیزاتی نظیر چاپگر یا دستگاه مودم را می توان به یک کامپیوتر متصل کرد و از کامپیوتر دیگر واقع در همان شبکه، از آن ها استفاده نمود.

-1- شبکه های کابلی

LANیا همان شبکه محلی، در توصیف مجموعه ای رایانه هایی به کار می رود که توسط یک یا چند ابزار رسانه ای و ارتباطی به یکدیگر متصل شده و منابعی را برای استفاده درون شبکه ای به اشتراک گذاشته اند. قبل از ظهور رایانه های شخصی، این ارتباط ممکن بود بین دو یا چند رایانه مرکزی وجود داشته باشد که با سرعت پائین فعالیت می کردند. با ظهور رایانه های شخصی و گسترش روز افزون سیستم عامل هایی که کاربرد گسترده تری در بین کاربران پیدا می کردند، زمینه های رشد شبکه های محلی فراهم شد. در ابتدا این ارتباط جهت به اشتراک گذاری فضای هارد و یا چاپگرها بود، ولی طولی نکشید که ایده توسعه شبکه های به گونه ای گشت که کارشناسان در همان ایام، دوره بعدی را دوره شبکه های محلی نام گذاری کردند.

در میان مزایایی که برای شبکه های محلی از آن نام برده شده است می توان به موارد زیر اشاره کرد:

قابلیت به اشتراک گزاری فضای هارد
قابلیت به اشتراک گزاری انواع دستگاه های کاربردی شامل چاپگر، دورنگار، اسکنر و …
قابلیت بهره گیری از سیستم های نرم افزاری یکپارچه اتوماسیون اداری
صرفه جویی در زمان کاربران نسبت به شیوه استفاده انفرادی
امروزه این کاربرد فراتر از موارد ذکر شده رفته و در بسیاری جنبه های فناوری اطلاعات جای خود را باز کرده است.

یکی از اصلی ترین مفاهیم مطرح در شبکه های محلی، رسانه های ارتباطی می باشد. این رسانه ها شامل موارد زیر می باشند:
کابل های کواکسیال
کابل های زوج به هم تابیدهTwisted pair
فیبر نوری

امواج بی سیم

در این میان کابل های زوج به هم تابیده که در انواع مختلف در بازار عرضه می شوند، بیشترین گستردگی و استفاده را در استقرار و پیاده سازی شبکه های محلی دارند. بهای تمام شده پائین، پشتیبانی از سرعت بالا، بهره داشتن از امنیت بیشتر، و عمر بالای تجهیزات از جمله مزایایی است که در استفاده از این رسانه می توان به آن اشاره کرد. مهمترین استانداردهای پیاده سازی که در این زمینه عرضه شده است، مبتنی بر روش های کابل کشی ساخت یافته (Structured Cabling) است. در این استانداردها، کلیه پارامترهای لازم جهت استقرار شبکه های بهینه و قابل اطمینان مطرح شده است.
نیاز شما برای استقرار چه پهنای باند و یا چه میزان امنیت می باشد فرقی نمی کند، بهترین روش برای پاسخگویی به آن توسط کارشناسان ما طراحی و عرضه خواهد شد. کلیه روش ها مبتنی بر اصول کابل کشی ساخت یافته خواهد بود، به گونه ای که شبکه ای کارا و مطمئن عرضه نماید.

رسانه های انتقال داده در شبکه های کامپیوتری

امروزه از رسانه های متفاوتی به عنوان محیط انتقال در شبکه های کامپیوتری استفاده می شود که از آنان با نام ستون فقرات در یک شبکه یاد می شود . کابل های مسی، فیبرنوری و شبکه های بدون کابل نمونه هائی متداول در این زمینه می باشند.
• کابل های مسی : از کابل های مسی تقریبا” در اکثر شبکه های محلی استفاده می گردد . این نوع کابل ها دارای انواع متفاوتی بوده که هر یک دارای مزایا و محدودیت های مختص به خود می باشند . انتخاب مناسب کابل، یکی از پارامترهای اساسی در زمان پیاده سازی یک شبکه کامپیوتری است که بر نحوه عملکرد یک شبکه تاثیر مستقیم خواهد داشت . اطلاعات در کابل های مسی با استفاده از جریان الکتریکی حمل می گردد .
• فیبر نوری : فیبر نوری یکی از رسانه های متداول انتقال داده با ویژگی های متعددی نظیر قابلیت ارسال داده در مسافت های طولانی ، ارائه پهنای باند بالا ، انتقال اطلاعات نظیر به نظیر مورد نیاز بر روی ستون فقرات شبکه های محلی و شبکه های WAN می باشد . با استفاده از رسانه های نوری ، از نور برای انتقال داده بر روی فیبرهای نازک شیشه ای و یا پلاستیک استفاده می گردد . فرستنده فیبر نوری ، سیگنال های الکتریکی را به سیگنال های نوری تبدیل و در ادامه آنان را بر روی فیبر ارسال می نماید . در نهایت ، دریافت کننده سیگنال های نوری آنان را به سیگنال های الکتریکی تبدیل خواهد کرد . در کابل های فیبرنوری ، الکتریسته ای وجود نداشته و شیشه استفاده شده در کابل فیبر نوری یک عایق مناسب الکتریکی است .
• شبکه های بدون کابل : نوع و نحوه ارتباط فیزیکی عناصر موجود در یک شبکه کامپیوتری می تواند تاثیر مستقیمی در نحوه اشتراک فایل ها ، عملکرد سرویس دهندگان و سرویس های ارائه شده بر روی یک شبکه را به دنبال داشته باشد . در شبکه های سنتی انعطاف لازم برای جابجائی یک کامپیوتر، محدود به ساختمان محل نصب شبکه و نوع رسانه استفاده شده برای محیط انتقال است . با معرفی شبکه های بدون کابل ، امکان ارتباط کامپیوترها در محدوده بیشتری فراهم و سناریوئی دیگر به منظور برپاسازی شبکه های کامپیوتری مطرح گردید. انعطاف شبکه های بدون کابل یکی از مهمترین ویژگی های این نوع شبکه ها محسوب می گردد ، گرچه همچنان این نوع شبکه های دارای چالش هائی در زمینه امنیت و سرعت بالای انتقال داده می باشند .

کابل ها دارای مشخه های متفاوتی می باشند که اهم آنان عبارتند از :

• سرعت انتقال داده : نرخ انتقال داده از طریق کابل را مشخص می نماید که یکی از پارامترهای بسیار مهم در شبکه های کامپیوتری است .
• نوع انتقال داده : نحوه ارسال اطلاعات ( دیجیتال و یا آنالوگ ) را مشخص می نماید .انتقال اطلاعات به صورت دیجیتال یا Baseband و یا آنالوگ یا Broadband دارای تاثیری مستقیم بر نحوه ارسال اطلاعات در یک شبکه کامپیوتری است .
• حداکثر مسافت انتقال داده : حداکثر مسافت ارسال یک سیگنال بدون این که تضعیف و یا دچار مشکل گردد را مشخص می نماید .
متداولترین روش اتصال کامپیوترها در یک شبکه استفاده از کابل است. کابل ها علی رغم ساده و ارزان بودن دارای محدودیت هایی نیز هستند. مثلاً نمی توان دو دفتر یک شرکت را که در دو نقطه از یک شهر واقع هستند، توسط کابل به هم ارتباط داد. به علاوه استفاده از کابل در بسیاری از مواقع دست و پاگیر است. برای غلبه بر این محدودیت ها در بعضی از شبکه ها، از محیط واسطه انتقال رادیویی یا بی سیم استفاده می شود. تکنولوژی بی سیم به عنوان جایگزین سیستم کابل کشی به سرعت در صنعت نرم افزار و سخت افزار مطرح شده است. در بعضی از شبکه ها، از سیستم بی سیم برای پشتیبانی از شبکه در هنگام آسیب دیدگی کابل ها استفاده می شود. شبکه هایی که از تکنولوژی بی سیم برای ارتباط استفاده می کنند، شبکه های بی سیم (Wireless) نام دارند. در شبکه های بی سیم از امواج رادیویی به عنوان محیط انتقال استفاده می شود. امواج رادیویی مورد استفاده در شبکه های بی سیم را از نظر فرکانس به کار رفته به سه گروه تقسیم می کنند. امواج رادیویی، مایکروویو و مادون قرمز.
• امواج رادیویی (Radio Frequency): فرکانس امواج رادیویی (RF) به کار رفته در شبکه های بی سیم بین محدوده ۱۰ کیلوهرتز تا چند گیگاهرتز قرار می گیرند. امواج RF به خودی خود در تمام جهت ها منتشر می شوند، اما می توان به کمک آنتن های ویژه جهت انتشار این امواج را محدود به یک سمت خاص نمود. برد انتشار امواج رادیویی بسیار زیاد است ضمن آنکه می توان به کمک دستگاه های فرستنده – گیرنده (Transceiver) رادیویی، این امواج را برای ارسال به نقاط دورتر تقویت کرد. سرعت انتقال داده در سیستم های رادیویی بین ۱ تا ۱۱ مگابیت برثانیه است. سیستم رادیویی RF می تواند در سیستم های شبکه ای سیار یا Mobile نیز مورد استفاده قرار گیرد. ارتباطات در این محدوده نیاز به مجوز ندارند.
• مایکروویو (Microwave): نوع دیگر شبکه های بی سیم از امواج رادیویی در باند فرکانسی مایکروویو برای محیط انتقال استفاده می کنند. امواج مایکروویو برخلاف امواج RF فقط در یک جهت منتشر می شوند. این امواج در برابر تداخل حاصل از فعالیت های الکتریکی اتمسفری نظیر رعد و برق بسیار حساس هستند. در سیستم های مایکروویو نیز همانند امواج RF سرعت انتقال داده به فرکانس سیگنال بستگی داشته و در ناحیه ای بین یک تا ده Mbps قرار می گیرد. فرکانس سیگنال در سیستم های مایکروویو بین ۴ تا ۱۴ گیگاهرتز می باشد. سیستم های مایکروویو به دو صورت مورد استفاده قرار می گیرند: سیستم های زمینی و سیستم های ماهواره ای. سیستم های مایکروویو زمینی از آنتن های بشقابی دو طرفه برای رله امواج استفاده می کنند و باید دارای مجوز باشند. سیستم های ماهواره ای مایکروویو از طیف فرکانس باند کوتاه استفاده کرده و برای رله آن ها از ماهواره ها کمک گرفته می شود. تضعیف در سیستم های رادیویی RF و مایکروویو نیز وجود دارد. در این سیستم ها، تضعیف به اندازه آنتن و فرکانس سیگنال بستگی دارد.
• مادون قرمز (IR): نوع سوم شبکه های بی سیم از امواج رادیویی در فرکانس امواج نور در ناحیه مادون قرمز برای محیط انتقال استفاده می کنند. برای تولید امواج مادون قرمز از دیود های نور گسیل (LED) یا دیودهای لیزری (ILD) استفاده می شود. استفاده از امواج نوری مادون قرمز برای محیط های سربسته بسیار مناسب است. هزینه تجهیزات این سیستم به کیفیت مورد استفاده و تولید کننده آنها بستگی دارد. از آنجایی که فرکانس امواج رادیویی در ناحیه مادون قرمز بالا است، سرعت انتقال داده در سیستم های مادون قرمز نیز بالا بوده و بین یک مگابیت بر ثانیه تا ۱۶ مگابیت برثانیه می باشد.

علت مقبولیت شبکه های WLAN:

شبکه های Wireless LAN شبکه محلی بدون کابل است که همان مزایا و وضعیت تکنولوژی LAN را دارد.شبکه های محلی بی سیم به جای استفاده از کابل های هم محور، به هم تابیده یا فیبر نوری از فرکانس های رادیویی RF استفاده می کند. شبکه های بی سیم با اتکا به امواج گسترده (Spreed Spectrum) که حساسیت کمتری نسبت به نویز رادیویی و تداخل دارند عمل می کنند. لذا برای انتقال اطلاعات بسیار مناسب می باشند.

2-1- حرکت از LAN کابلی به بی سیم:

اترنت تکنولوژی حکمفرما در دنیای کابلی است که توسط سازمان IEEE با استاندارد ۸۰۲.۳ تعریف شده است. و یک استاندارد کامل با سرعت بالا و قابلیت دسترسی گسترده می باشد. اترنت امکان انتقال اطلاعات باا سرعت ده مگابیت در ثانیه را دارد و نوع سریع تر آن با سرعت صد مگابیت در ثانیه اطلاعات را انتقال می دهد. اولین فناوری شبکه محلی بی سیم در باند ۹۰۰ مگاهرتز و سرعت پایین (۱ تا ۲ مگابیت برثانیه) متولد شد. علیرغم کمبودها و بخصوص سرعت پایین، آزادی و انعطاف پذیری بی سیم باعث شد این فناوری تازه راه خود را به خرده فروشی ها و انبارهایی که دستگاه های قابل حمل در دست را برای مدیریت و دریافت اطلاعات استفاده می کردند، باز کند. در سال ۱۹۹۱ شبکه های بی سیم از اقبال عمومی گسترده برخوردار شدند. یک سال بعد شرکت ها به تولید دستگاه های شبکه های بی سیم که در باند ۲/۴ گیگاهرتزی کار می کردند، روی آورند. در ژوئن ۱۹۹۷، IEEE استاندارد ۸۰۲.۱۱ را برای شبکه های محلی بی سیم ارائه داد. استاندارد ۸۰۲.۱۱ از انتقال با نور مادون قرمز و دو نوع انتقال رادیویی با پهنای باند ۲/۴ گیگاهرتز و سرعت انتقال داده ۲ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند.
در سپتامبر سال ۱۹۹۹ نیز استاندارد IEEE ۸۰۲.۱۱b برای انتقال اطلاعات بصورت بی سیم با سرعت ۱۱مگابیت برثانیه معرفی گردید.

شبکه‌های 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 فعال (Active) مانند هاب ،سوئیچ ،روتر ، کارت شبکه و… هستند .
موسسه مهندسی IEEE استانداردهای 802.3u را برای Fast Ethernet و802.3ab و 802.3z را برای Gigabit Ethernet (مربوط به کابلهای الکتریکی و نوری ) در نظر گرفته است.
شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point) که هر ایستگاه آاری می تواند حداآثر 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:
802.11 b • که اولین استانداردی است که به صورت گسترده بکار رفته است .
802.11 a • سریع‌تر اما گرانتر از 802.11 b می باشد.
802.11 g • 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.

3-1- 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، داکت‌کشی ، نصب پریز و… مواجه هستیم در ضمن اگر محل فیزیکی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد بایستی که کابل کشی مجدد و …صورت پذیرد شبکه‌های 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 میسرمی‌‌سازد.
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 آن بسیار مشکل تر 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 می‌باشد فقط بایستی 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 شبکه‌های بی سیم مجاور و … را داشته اند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته (802.11 g) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .

* کارائی

شبکه های کابلی دارای بالاترین کارائی هستند در ابتدا پهنای باند Mbps 10 سپس به پهنای باندهای بالاتر (100 Mbps و1000 Mbps ) افزایش یافتند حتی در حال حاضر سوئیچ‌هائی با پهنای باند 1 Gbps نیز ارائه شده است . شبکه های بی سیم با استاندارد 802.11 b حداکثر پهنای باند 11 Mbps و 802.11 a 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 کارایی wi-fi نسبت به فاصله حساس می باشد یعنی حداکثر فاصله نسبت به Access Point پایین خواهد آمد. این پهنای باند برای به اشتراک گذاشتن اینترنت یا فایلها کافی بوده اما برای برنامه‌هایی 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 بی‌سیم مانند Broadband Routerدیواره آتش به صورت 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 آمل تامین نمی گردد استفاده از رمزنگاری ( Wired Equivalent Privacy) WEPباعث 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 . 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.