تبلیغات

ابزار هدایت به بالای صفحه

مهندسی کامپیوتر - مقالات و آموزش - دانلود مقالات معتبر isi - مفاهیم شبکه‌های بی‌سیم
 
مهندسی کامپیوتر - مقالات و آموزش - دانلود مقالات معتبر isi
دوشنبه 13 دی 1395 :: نویسنده : ایمان باقری

حتما شما نیز به این سوال رسیده‌اید که چرا شبکه بی‌سیم (شبکه‌های وایرلس)؟!

چرا باید با وجود برتری‌های آشکار و انکارناپذیر شبکه‌های کابلی (شبکه‌های Wired) از شبکه‌های بی‌سیم استفاده کنیم؟!

واقعیت این است که شبکه‌های بی‌سیم نیز به خودی خود ویژگی‌های متفاوتی دارند که گاهی اوقات و در بعضی شرایط مکانی بر استفاده از شبکه‌های کابلی غالب می‌شود:

 

1- عدم وجود محدودیت: تصور کنید دیگر مجبور نیستید حتما پشت میز نشسته و با PC خود به اینترنت متصل شوید. روی تخت، سر میز شام!، جلوی تلویزیون و ... در حالی که با خیال راحت به اینترنت متصل شده و کارهای خود را انجام می‌دهید را نیز به تصور خود اضافه کنید.

2- راه‌اندازی آسان: حتما شما هم در منزل شبکه راه‌اندازی کرده‌‌اید. خرید کابل شبکه، سوکت زدن کابل‌های و کابل‌کشی  (و احیانا داکت‌کشی، سوراخ‌کاری دیوار و دردسرهای آن) مشکلاتی است که پشت سر گذاشته‌اید. به طور حتم، در راه‌اندازی شبکه بی‌سیم این دردسرها را نخواهید داشت.

3- قیمت مناسب: راه‌اندازی شبکه بی‌سیم اگر حتی هزینه‌ای بیش از شبکه کابلی روی دست‌تان بگذارد، باز هم ارزشش را  خواهد داشت. هزینه راه‌اندازی شبکه بی‌سیم در حالت کلی با راه‌اندازی شبکه کابلی برابری خواهد کرد.

4- توسعه‌پذیری: دیگر برای کاربر جدید دردسر کابل‌کشی مجدد و این قبیل مسایل را نخواهید داشت. همچنین لازم نیست  کاربر در محل خاصی مستقر شود که اتصال شبکه وجود داشته باشد. با این وجود توسعه‌پذیری شبکه بی‌سیم از شبکه کابلی ساده‌تر خواهد بود.

یکی دیگر از ویژگی‌های شبکه بی‌سیم که در 4 قالب بالا نمی‌گنجد، کلاس کاری است!! برای مثال جالب می‌شود که در کافی شاپ یا گیم نت خود (یا هر جای دیگر) اینترنت بی‌سیم به صورت رایگان ارایه دهید تا مشتریان در مواقع بی‌کاری سرگرمی‌ جالبی داشته باشند!

مقدمات فوق گذری بر قابلیت‌ها و ویژگی‌های شبکه بی‌سیم بود که از نظر شما خوانندگان عزیز گذشت. حال بد نیست کمی ‌بحث را تخصصی‌تر دنبال کرده و به مباحثی همچون استاندارد‌های موجود در شبکه بی‌سیم و انواع ساختار پیاده‌سازی شبکه‌های بی‌سیم بپردازیم. البته بد نیست به این نکته نیز اشاره کنیم که هدف اصلی این ویژه‌نامه ارایه شبکه‌ای کاربردی است و نه تخصصی. سعی بر این است که نیازهای یک کاربر عادی (و شاید کمی ‌فراتر) از آشنایی با شبکه بی‌سیم تا پیاده‌سازی و کاربردی کردن آن برآورده شود. پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای مباحث همراه ما باشید.

 

استانداردهای شبکه بی‌سیم

اولین و مهم‌ترین مبحث در شبکه‌های بی‌سیم، آشنایی با استانداردهای فعلی آن است. در این میان استانداردهای متفاوتی از سازمان‌های متفاوتی وجود دارد که شاید با برخی از آنها برخورد کرده باشید. از این موارد تنها 4 مورد است که به شکل عمومی‌ مطرح شده و کاربران آشنایی بیشتری با آنها دارند. بقیه استانداردهایی که ممکن است در خانواده وایرلس ببینید و یا نام‌شان را بشنوید، جنبه‌ای فراتر از حالت کاربرد عمومی ‌داشته و مباحث تخصصی خاص خود را می‌طلبد.

در بین سازمان‌هایی که در استانداردسازی شبکه‌های بی‌سیم فعال هستند IEEE شناخته‌شده‌ترین آنهاست و تقریباً تمامی ‌تجهیزات فعلی بی‌سیم منطبق بر استانداردهای این سازمان هستند. در کنار IEEE سازمان‌های دیگری چون ITU نیز در این زمینه فعالیت می‌کنند، اما همانطور که اشاره شد IEEE شناخته‌شده‌تر از بقیه آنهاست. بنابراین در ادامه با استانداردهای معتبر این سازمان بیشتر آشنا خواهیم شد.

 

استاندارد IEEE 802.11a و IEEE 802.11b

استاندارد IEEE 802.11a در سال 1999 معرفی و عرضه شد. این استاندارد البته اولین استانداردی نبود که از طرف IEEE معرفی می‌شد، چرا که پیش از این نیز استاندارد پایه IEEE 802.11 و IEEE 802.11b معرفی شده بود. استاندارد پایه IEEE 802.11 اولین استانداردی بود که در این زمینه معرفی می‌شد و به دلیل برخی مشکلات از قبیل پهنای باند بسیار کم، توفیق چندانی حاصل نکرد.

به همین دلیل IEEE به فکر ارایه اصلاحات و نیز ارتقای قابلیت‌های این استاندارد افتاد. معرفی IEEE 802.11b نیز چندان راضی‌کننده نبود، چرا که همزمان با توسعه آن، IEEE 802.11a معرفی گردید.

فرکانس رادیویی 5 گیگاهرتزی در استاندارد a یکی از قابلیت‌های آن به شمار می‌رود، چرا که بسیاری از تجهیزات وایرلس امروزی نظیر تلفن‌های بی‌سیم از فرکانسی در محدوده 2.4 گیگاهرتز استفاده می‌کنند و همین امر سبب می‌شود تداخل امواج در بین استاندارد b با این قبیل تجهیزات وجود داشته باشد. در حالی که چنین مشکلی در استاندارد a دیده نمی‌شود. همچنین با وجود استفاده از استاندارد b می‌توانید از استاندارد a نیز بطور همزمان استفاده کنید و خیال‌تان راحت باشد که تداخلی بین امواج ایجاد نخواهد شد.

سرعت بالاتر در استاندارد a نیز از دیگری برتری‌های آن بر استاندارد b به شمار می‌رود.

البته استفاده از فرکانس رادیویی 5 گیگاهرتزی علاوه بر مزیت ذکر شده نقاط ضعفی نیز دارد. در استاندارد a محدوده سیگنال یا به عبارتی برد آن کوتاه است. به عبارت ساده‌تر وجود موانعی همچون دیوار به راحتی مانع برد مناسب این استاندارد خواهد شد. در مقایسه با آن فرکانس رادیویی 2.4 گیگاهرتزی از قدرت نفوذ بهتری برخوردار است و بنابراین محدوده بیشتری را پوشش خواهد داد.

استفاده از فرکانس رادیویی 5 گیگاهرتزی تا حدودی بر هزینه تمام شده دستگاه نیز تاثیر خواهد گذاشت، به همین دلیل هزینه استاندارد a در مقایسه با استاندارد b کمی ‌بیشتر خواهد بود.

در نهایت اینکه دو استاندارد a و b به دلیل استفاده از فرکانس‌های رادیویی متفاوت با یکدیگر ناسازگار هستند.

 

استاندارد IEEE 802.11g

در سال 2003 استاندارد دیگری با مشخصاتی شبیه استاندارد b معرفی گردید. در واقع استاندارد IEEE 802.11g به نوعی مشخصات سودمند 2 استاندارد a و b را در کنار هم قرار داد و استانداردی کامل عرضه نمود. سرعت 54Mbps و فرکانس رادیویی 2.4 گیگاهرتزی (با قدرت نفوذ مناسب) 2 ویژگی مفیدی است که استاندارد IEEE 802.11g از استانداردهای پیشین به ارث برده است.

استاندارد g به دلیل فرکانس رادیویی مشابه استاندارد b از سازگاری کامل با آن برخوردار است. بنابراین تجهیزات مبتنی بر این دو استاندارد مشکلی از لحاظ کاری با یکدیگر نخواهند داشت. همچنین گفتیم که سرعت مناسب و قدرت نفوذ در استاندارد g از جمله مزیت‌های آن به شمار می‌رود.

در نهایت به تداخل آن با امواج سایر دستگاه‌ها می‌توان اشاره کرد که به عنوان نقطه ضعف آن مطرح می‌شود. البته توجه داشته باشید که چنین ضعفی 100 درصد و حتمی ‌نخواهد بود، چرا که ممکن است در محدوده به‌کارگیری این استاندارد، تجهیزاتی که از فرکانس کاری مشابه استفاده می‌کنند، وجود نداشته باشند.

 

استاندارد IEEE 802.11n

استاندارد IEEE 802.11n جدیدترین استاندارد معرفی شده در خانواده استانداردهای شبکه‌های بی‌سیم است که در سال 2009 معرفی شده است. استاندارد IEEE 802.11n با هدف توسعه و بهبود استاندارد g طراحی گردید و برای رسیدن به این هدف از 2 فناوری مهم MIMO و Frame Aggregation بهره برده است.

 

  • MIMO: در این فناوری از فرستنده و دریافت کننده‌های چندگانه سیگنال‌های رادیویی استفاده می‌شود تا در واحد زمان معین داده بیشتری منتقل شود. به همین دلیل در تجهیزات بی‌سیم استاندارد IEEE 802.11nn از چندین آنتن استفاده می‌شود.

همچنین قابل ذکر است که برای پیاده‌سازی کامل فناوری MIMO و نیز بهره‌مندی از کارکرد بهینه این فناوری لازم است هر دو طرف ارتباط از آن پشتیبانی نمایند.

  • Frame Aggregation: صحبت در رابطه با این فناوری و انواع آن، کمی ‌تخصصی و خارج از حوصله این ویژه‌نامه است،  در این رابطه کافیست بدانید که به منظور افزایش قابلیت عبوردهی یا به عبارت بهتر به منظور افزایش ظرفیت خروجی، تعداد 2 فریم یا بیشتر داده در هر انتقال ارسال خواهد شد.

 

در نهایت بد نیست اشاره‌ای به مزیت‌ها و نواقص استاندارد n نیز داشته باشیم.

سرعت عالی (سرعت حداکثر 300Mbps) و محدوده پوشش بسیار خوب (تقریبا نزدیک به 2 برابر محدوده پوشش استاندارد g) از مزیت‌های ویژه این استاندارد به شمار می‌رود. همچنین پایداری و ثبات آن در برابر تداخل امواج بسیار مناسب است. استاندارد n توانایی استفاده از هر دو فرکانس رادیویی 2.4 و 5 گیگاهرتزی را دارد و به همین دلیل با استاندارد g سازگار بوده و تجهیزات این دو توانایی برقراری ارتباط متقابل را خواهند داشت.

همانطور که دیدید، قابلیت‌های بسیار مناسب در استاندارد n جایی برای صحبت در مورد نواقص آن نمی‌‌گذارد. به عبارت بهتر نقص قابل ملاحظه‌ای در این استاندارد دیده نمی‌شود، جز اینکه به دلیل در حال توسعه بودن ممکن است دچار برخی تغییرات شده و قواعد آن به‌روزرسانی شود.

 

روش‌های پیاده‌سازی

پس از بحث استانداردها در شبکه‌های بی‌سیم، به انواع ساختار پیاده‌سازی آن می‌رسیم. به طور کلی شبکه‌های بی‌سیم در قالب دو ساختار زیر پیاده‌سازی می‌شوند:

 

  1. Ad hoc
  2. Infrastructure

 

Ad hoc: در این حالت کامپیوترهای موجود در شبکه به صورت مستقیم و بدون نیاز به واسط با یکدیگر در تماس هستند. یعنی  هیچ کامپیوتری از طریق دستگاه یا کامپیوتر واسط با کامپیوتر سوم ‌در ارتباط نیست، بلکه هریک به طور مستقیم و مستقل با یکدیگر در ارتباط هستند. به این حالت Peer to Peer نیز اطلاق می‌گردد.

حالت Ad hoc در شبکه‌های موقت و کوچک و در شرایطی که کامپیوترها بسیار نزدیک بهم هستند، مفید بوده و کارایی مناسبی ارایه خواهد داد. افزایش تعداد کامپیوترها و نیز افزایش فاصله بین آنها بر کیفیت ارتباط تاثیر مستقیم گذاشته و به شدت از کارایی آن خواهد کاست. همچنین در صورت افزایش تعداد کامپیوترها و به علت عدم وجود مدیریت مرکزی (دستگاهی که بتواند شبکه را به صورت متمرکز کنترل نماید) کار را برای مدیر شبکه سخت‌تر خواهد کرد.

علاوه بر موارد فوق، دردسرهای اتصال شبکه Ad Hoc به شبکه کابلی را نیز در نظر بگیرید. برای مثال اگر اینترنت شبکه شما توسط شبکه کابلی تامین می‌گردد، برای اشتراک‌گذاری اینترنت بین کامپیوترهای بی‌سیم با مشکل مواجه خواهید شد.

در نهایت اینکه به غیر از اتصال دو کامپیوتر به هم، آن هم در شرایط خاص و برای اهداف موقت، استفاده از شبکه Ad Hoc چندان کاربردی نبوده و توصیه نمی‌‌شود.

 

Infrastructure: در این نوع پیاده‌سازی شبکه‌ بی‌سیم دستگاه اکسس پوینت وظیفه برقراری ارتباط بین کامپیوترها و نیز بین  شبکه‌های بی‌سیم را بر عهده دارد. می‌توانید اکسس پوینت را همانند سوئیچ در شبکه کابلی تصور کنید. ساختار Infrastructure حالت استاندارد و کاربردی راه‌اندازی شبکه‌های بی‌سیم است و در مقایسه با Ad hoc برتری‌های قابل توجهی را شامل می‌شود.

یکی از اساسی‌ترین موارد در شبکه‌های بی‌سیم امنیت آن است که به واسطه استفاده از اکسس پوینت به مراتب و در مقایسه با Ad Hoc مستحکم‌تر خواهد شد. همچنین وجود اکسس پوینت به عنوان مرکز مدیریت متمرکز، حفظ و نگه‌داری شبکه را آسانتر خواهد ساخت. ارتباط ساده با شبکه‌های کابلی‌، توسعه شبکه بی‌سیم و افزایش تعداد کامپیوترهای آن، برد یا فاصله مناسب برای کاربران و بسیاری موارد دیگر از ویژگی‌هایی است که در مقایسه ساختار Ad hoc می‌توان به آن اشاره کرد.

تا این جای کار با شبکه‌های بی‌سیم‌، استانداردهای موجود برای آن و دو نوع مهم پیاده‌سازی آنها آشنا شدید. در حالت معمول و براساس اصول، اولین مرحله پس از راه‌اندازی یک سرویس، حفظ و ایمن‌سازی آن است. پایداری سرویس، ایمنی و در دسترس بودن آن همواره سه اصلی است که در تمامی ‌مباحث مربوط به شبکه اعم از کابلی و بی‌سیم حاکم است. بنابراین پس از معرفی شبکه‌های بی‌سیم، ابتدا به امنیت آن می‌پردازیم.





نوع مطلب : سخت افزار و دنیای فناوری اطلاعات، شبکه های بین خودرویی، شبکه های کامپیوتری، 
برچسب ها : شبکه، شبکه های بی سیم، شبکه های بیسیم و استانداردهای شبکه، استاندارد IEEE،
لینک های مرتبط :
یکشنبه 19 دی 1395 11:30 ب.ظ
عالی
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :