پایان نامه سال 1386
چکیده
شبکه های بی سیم در محدوده ی شخصی برای انتقال اطلاعات در فاصله های نسبتآ کوتاه در حدود 10 متر استفاده می شوند. بر خلاف شبکه های بی سیم محلی، ارتباط روی WPAN ها نیاز به تجهیزات زیر ساختی کمی دارد و یا اصلآ به چنین تجهیزاتی نیاز ندارد. این خصوصیت راه حل هایی ساده، کارآ از نظر مصرف انرژی و ارزان برای پیاده سازی روی محدوده ی وسیعی از دستگاه ها را فراهم می کند. در این پروژه به مطالعه ی استانداردهاي IEEE 802.11 (WIFI) پرداخته ایم. نرخ ارسال در این استاندارد 1مگا بیت تا 54 مگا بیت می باشد که به عنوان يک تکنولوژي شبکه پرسرعت است که بطور وسيعي در خانه‌ها، مدارس، کافه‌ها، هتل‌ها و ساير مکان‌هاي عمومي مانند کنگره‌ها و فرودگاه‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد استاندارد IEEE 802.11 در June 1997 برای WLAN ها منتشر شد. اين استاندارد شبيه استاندارد 802.3 روي Ethernet نودهاي شبكه بيسم نيز توسط آدرس MAC حك شده روي كارت هاي شبكه آدرس دهي مي شوند. در این استاندارد فقط درباره ی دو لایه ی PHY و MAC صحبت شده است. شركت هاي بزرگ و معتبري همچون مايكروسافت ، اينتل سيسكو واي بي با شعار کنترل بی سیم آسان و با هدف ایجاد ارتباط بی سیم با اطمینان، با قیمت پایین و مصرف توان کم برای کاربرد های کنترلی بر طبق استاندارد های جهانی به شدت مشغول كار بر روي تكنولوژي wifi هستند .تمرکز اصلی مطالعات در این پروژه بر استانداردهاي IEE 802.11 و امنيت شبكه هاي بيسيم است .
- مباني شبكه هاي بي سيم
1-1تشريح مقدماتي شبكه هاي بي سيم و كابلي
2-1مباني شبكه هاي بيسيم
3-1انواع شبكه هاي بي سيم
4-1شبکههای بیسیم، کاربردها، مزایا و ابعاد
5-1روش هاي ارتباطي بي سيم
6-1عناصر فعال شبکههای محلی بیسیم
مقدمه
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 . درابتدا 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
بدليل اينكه در شبكه هاي كابلي كه به اينترنت هم متصل هستند، وجود ديواره آتش از الزامات است و تجهيزاتي مانند هاب يا سوئيچ به تنهايي قادر به انجام وظايف ديواره آتش نميباشند، بايستي در چنين شبكه هايي ديواره آتش مجزايي نصب شود.
تجهيزات شبكه هاي بي سيم مانند Broadband Routerها ديواره آتش بصورت نرم افزاري وجود داشته و تنها بايستي تنظيمات لازم صورت پذيرد. از سوي ديگر به دليل اينكه در شبكه‌هاي بيسيم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده ميشود، بدون پياده سازي تكنيك‌هاي خاصي مانند رمزنگاري، امنيت اطلاعات بطور كامل تامين نمي گردد استفاده از رمزنگاري WEP (Wired Equivalent Privacy ) باعث بالا رفتن امنيت در اين تجهيزات گرديده است .
جدول مقايسه اي :
نوع سرويس
شبكه هاي كابلي
شبكه هاي بيسيم
نصب و راه اندازي
نسبتا مشكل
آسان
هزينه
كمتر
بيشتر
قابليت اطمينان
بالا
متوسط
كارائي
خيلي خوب
خوب
امنيت
خوب
نسبتا خوب
پويايي حركت
محدود
پوياتر
مباني شبكه هاي بيسيم
شبکه های بی سیم (Wireless) یکی از تکنولوژی های جذابی هستند که توانسته اند توجه بسیاری را بسوی خود جلب نمایند و عده ای را نیز مسحور خود نموده اند.
ارائه سرويس بدون سيم اينترنت يا WiFi، که امروزه در بسياري نقاط دنيا به منظور جذب مشتري و به عنوان خدمتي نوين در جهت ارتقاي سازمان در بازار رقابت، انجام مي‌گيرد. خدمات اينترنت بيسيم علاوه بر مکان‌هاي متعدد مانند هتل‌ها، نمايشگاه‌ها، بنادر، سالن‌هاي همايش و فرودگاه‌ها در منازل و محل‌هاي کار نيز عرضه ميگردد و موجبات رضايت خاطر مشتريان و مسافران، به‌خصوص مشتريان و مسافران خارجي را فراهم آورده است.
بر اساس آمار تعداد کاربران اين سرويس از 12 ميليون نفر در سال 2002 به حدود 700 ميليون نفر در سال 2008 برآورد ميگردد. از طرفي META Group و In-Stat/MDR تخمين مي‌زنند که در 99%از توليدات شرکتهاي توليد کنندة کامپيوترهاي laptop که در سال 2007 به فروش خواهند رسيد، قابليت استفادة بيسيم (WiFi) بطور پيش‌فرض لحاظ خواهد گرديد. اينترنت بيسيم که تحت نام WiFi نيز شناخته ميشود، يک تکنولوژي شبکه پرسرعت است که بطور وسيعي در خانه‌ها، مدارس، کافه‌ها، هتل‌ها و ساير مکان‌هاي عمومي مانند کنگره‌ها و فرودگاه‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد. WiFi امکان دسترسي به اينترنت، بدون نياز به کابل يا سيم را براي وسايلي مانند کامپيوترهاي کيفي (Laptop) ، کامپيوترهاي جيبي (PDA) و کامپيوترهاي شخصي (PC) داراي کارت Wireless فراهم مي‌کند. بدين ترتيب مسافر بدون آنکه مجبور به اتصال کامپيوتر خود به خط تلفن يا شبکة اتاق خود باشد، مي‌تواند در محل هتل با آسودگي از اينترنت استفاده نمايد.
امروزه، حدود 50% از لپ تاپهای جدید با توانایی کارکردن بصورت بی سیم به بازار ارائه میشوند. تمام محصولات جدید لپ تاپهای اپل (Apple) هم با امکانات بی سیم و هم بلوتوث ساخته شده در درونشان به بازار عرضه میشوند. بسیاری از لپ تاپهای با سیستم عامل ویندوز مایکروسافت بطور مشابه با توانایی کار کردن بصورت بی سیم میباشند.
انواع شبكه هاي بي سيم
)WLANS(Wireless Local Area Networks
اين نوع شبكه براي كاربران محلي از جمله محيطهاي(Campus) دانشگاهي يا آزمايشگاهها كه نياز به استفاده از اينترنت دارند مفيد مي باشد. در اين حالت اگر تعداد كاربران محدود باشند مي توان بدون استفاده از Access Point اين ارتباط را برقرار نمود .در غير اينصورت استفاده از Access Point ضروري است.مي توان با استفاده از آنتن هاي مناسب مسافت ارتباطي كاربران را به شرط عدم وجود مانع تاحدي طولاني تر نمود.
)WPANS(Wireless Personal Area Networks
دو تكنولوژي مورد استفاده براي اين شبكه ها عبارت از :IR (Infra Red ) و Bluetooth (IEEE 802.15 ) مي باشد كه مجوز ارتباط در محيطي حدود 90 متر را مي دهد البته در IR نياز به ارتباط مستقيم بوده و محدوديت مسافت وجود دارد .
) WMANS(Wireless Metropolitan Area Networks
توسط اين تكنولوژي ارتباط بين چندين شبكه يا ساختمان در يك شهر برقرار مي شود براي Backup آن مي توان از خطوط اجاره اي ،فيبر نوري يا كابلهاي مسي استفاده نمود .
)WWANS(Wireless Wide Area Networks
براي شبكه هائي با فواصل زياد همچون بين شهرها يا كشورها بكار مي رود اين ارتباط از طريق آنتن ها ي بي سيم يا ماهواره صورت مي پذيرد .
www.ieee802.org
www.intelligraphics.com
www.intersil.com
www.netkrom.com
www.network.com
wifinetnews.com
www.hpl.hp.com/personal/Jean_Tourrilhes/Linux
www.wi-fiplanet.com/tutorials/article.php/3562391
www.wi-fiplanet.com/
www.wisegeek.com/what-is-wifi.htm
www.wi-fitechnology.com
www.wifi.org
Steve Kapp, "802.11: Leaving the wire behind", IEEE Internet Computing, January-February 2002, pp. 82-85
Steve Kapp, "802.11a: More Bandwidth without the Wire", IEEE Internet Computing, July-August 2002, pp.75-79
Edgar Danielyan, "IEEE 802.11", The Intrnet Protocol Journal, Vol. 5, No. 1, March 2002, pp. 2-13
منبع خبر : فناوران
روزنامه شرق - IT IRAN