آشنایی با شبکه های بی سیم (Wireless Lan)

تکنولوژی شبکه‌های بی‌سیم، با استفاده از انتقال داده‌ها توسط اموج رادیویی، در ساده ‌ترین صورت، به تجهیزات سخت‌افزاری امکان می‌دهد تا بدون‌استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. شبکه‌های بی‌سیم بازه‌ی وسیعی از کاربردها، از ساختارهای پیچیده‌یی چون شبکه‌های بی‌سیم سلولی - که اغلب برای تلفن‌های همراه استفاده می‌شود- و شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN – Wireless LAN) گرفته تا انوع ساده‌یی چون هدفون‌های بی‌سیم، را شامل می‌شوند. از سوی دیگر با احتساب امواجی همچون مادون قرمز، تمامی تجهیزاتی که از امواج مادون قرمز نیز استفاده می‌کنند، مانند صفحه کلید‌ها، ماوس‌ها و برخی از گوشی‌های همراه، در این دسته‌بندی جای می‌گیرند. طبیعی‌ترین مزیت استفاده از این شبکه‌ها عدم نیاز به ساختار فیزیکی و امکان نقل و انتقال تجهیزات متصل به این‌گونه شبکه‌ها و هم‌چنین امکان ایجاد تغییر در ساختار مجازی آن‌هاست. از نظر ابعاد ساختاری، شبکه‌های بی‌سیم به سه دسته تقسیم می‌گردند : WWAN، WLAN و WPAN.

مقصود از WWAN، که مخفف Wireless WAN است، شبکه‌هایی با پوشش بی‌سیم بالاست. نمونه‌یی از این شبکه‌ها، ساختار بی‌سیم سلولی مورد استفاده در شبکه‌های تلفن همراه است. WLAN پوششی محدودتر، در حد یک ساختمان یا سازمان، و در ابعاد کوچک یک سالن یا تعدادی اتاق، را فراهم می‌کند. کاربرد شبکه‌های WPAN یا Wireless Personal Area Network برای موارد خانگی است. ارتباطاتی چون Bluetooth و مادون قرمز در این دسته قرار می‌گیرند.

شبکه‌های WPAN از سوی دیگر در دسته‌ی شبکه‌های Ad Hoc نیز قرار می‌گیرند. در شبکه‌های Ad hoc، یک سخت‌افزار، به‌محض ورود به فضای تحت پوشش آن، به‌صورت پویا به شبکه اضافه می‌شود. مثالی از این نوع شبکه‌ها، Bluetooth است. در این نوع، تجهیزات مختلفی از جمله صفحه کلید، ماوس، چاپگر، کامپیوتر کیفی یا جیبی و حتی گوشی تلفن همراه، در صورت قرارگرفتن در محیط تحت پوشش، وارد شبکه شده و امکان رد و بدل داده‌ها با دیگر تجهیزات متصل به شبکه را می‌یابند. تفاوت میان شبکه‌های Ad hoc با شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN) در ساختار مجازی آن‌هاست. به‌عبارت دیگر، ساختار مجازی شبکه‌های محلی بی‌سیم بر پایه‌ی طرحی ایستاست درحالی‌که شبکه‌های Ad hoc از هر نظر پویا هستند. طبیعی‌ست که در کنار مزایایی که این پویایی برای استفاده کننده‌گان فراهم می‌کند، حفظ امنیت چنین شبکه‌هایی نیز با مشکلات بسیاری همراه است. با این وجود، عملاً یکی از راه حل‌های موجود برای افزایش امنیت در این شبکه‌ها، خصوصاً در انواعی همچون Bluetooth، کاستن از شعاع پوشش سیگنال‌های شبکه است. در واقع مستقل از این حقیقت که عمل‌کرد Bluetooth بر اساس فرستنده و گیرنده‌های کم‌توان استوار است و این مزیت در کامپیوترهای جیبی برتری قابل‌توجه‌یی محسوب می‌گردد، همین کمی توان سخت‌افزار مربوطه، موجب وجود منطقه‌ی محدود تحت پوشش است که در بررسی امنیتی نیز مزیت محسوب می‌گردد. به‌عبارت دیگر این مزیت به‌همراه استفاده از کدهای رمز نه‌چندان پیچیده، تنها حربه‌های امنیتی این دسته از شبکه‌ها به‌حساب می‌آیند.

پارامترهای مؤثر در انتخاب و پیاده‌سازی یك سیستم WLAN

(1 برد محدوده پوشش: اثر متقابل اشیاء موجود در ساختمان (نظیر دیوارها، فلزات و افراد) می‌تواند بر روی انرژی انتشار اثر بگذارد و در نتیجه برد و محدوده پوشش سیستم را تحت تأثیر قرار دهد. برای سیگنالهای مادون قرمز، اشیای موجود در ساختمان مانعی دیگر بشمار می‌رود و در نتیجه محدودیتهای خاصی را در شبكه بوجود می‌آورد. بیشتر سیستمهای WLAN از امواج رادیویی RF استفاده می‌كنند، زیرا می‌تواند از دیوارها و موانع عبور كند. برد (شعاع پوشش) برای سیستمهای WLAN بین 10 تا 30 متر متغیر است.

(2 سرعت انتقال داده: همانند شبكه‌های كابلی، سرعت انتقال داده واقعی در شبكه‌های بی‌سیم، به نوع محصولات و توپولوژی شبكه بستگی دارد. تعداد كاربران، فاكتورهای انتشار مانند برد، مسیرهای ارتباطی، نوع سیستم WLAN استفاده شده، نقاط كور و گلوگاههای شبكه، از پارامترهای مهم و تأثیرگذار در سرعت انتقال داده بحساب می‌آیند. بعنوان یك مقایسه با مودمهای امروزی (با سرعت 56 كیلو بیت در ثانیه) سرعت عملكرد WLANها در حدود 30 برابر سریعتر از این مودمهاست.

(3 سازگاری با شبكه‌های موجود: بیشتر سیستمهای WLAN با استانداردهای صنعتی متداول شبكه‌های كابلی نظیر Ethernet و Token Ring سازگار است. با نصب درایورهای مناسب در ایستگاههای WLAN، سیستمهای عامل آن ایستگاهها دقیقا مانند سایر ایستگاههای موجود در شبكه LAN كابلی بكار گرفته می‌شود.

(4 سازگاری با دیگر محصولات :WLAN به سه دلیل مشتریان هنگام خرید محصولات WLAN باید مراقب باشند كه سیستم موردنظر بتواند با سایر محصولات WLAN تولیدكنندگان دیگر سازگاری داشته باشد:

1) ممكن است هر محصول از تكنولوژی خاصی استفاده كرده باشد، برای مثال سیستمی كه از فناوری FHSS استفاده كند نمی‌تواند با سیستمی با فناوری DSSS كار كند.

2) اگر فركانس كار دو سیستم با یكدیگر یكسان نباشد،‌حتی در صورت استفاده از فناوری مشابه، امكان كاركردن با یكدیگر فراهم نخواهد شد.

3) حتی تولیدكنندگان مختلف اگر از یك فناوری و یك فركانس استفاده كنند، بدلیل روشهای مختلف طراحی ممكن است با سایر محصولات دیگر سازگاری نداشته باشد.

(5 تداخل و اثرات متقابل: طبیعت امواج رادیویی در سیستمهای WLAN ایجاب می‌كند تا سیستمهای مختلف كه دارای طیفهای فركانسی یكسانی هستند، بر روی یكدیگر اثر تداخل داشته باشند. با این وجود اغلب تولیدكنندگان در تولید محصولات خود تمهیداتی را برای مقابله با آن بكار می‌گیرند، به نحوی كه وجود چند سیستم WLAN نزدیك به یكدیگر، تداخلی در دیگر سیستمها بوجود نمی‌آورد.

(6 ملاحظات مجوز فركانسی: در اغلب كشورها ارگانهای ناظر بر تخصیص فركانس رادیویی، محدوده فركانس شبكه‌های WLAN را مشخص كرده‌اند. این محدوده ممكن است در همه كشورها یكسان نباشد. معمولا سازندگان تجهیزات WLAN فركانس سیستم را در محدوده مجاز قرار می‌دهند. در نتیجه كاربر نیاز به اخذ مجوز فركانسی ندارد. این محدوده فركانس به ISM معروف است. محدوده بین‌المللی این فركانسها 928-902 مگاهرتز،483/2-4/2 گیگاهرتز، 535-15/5 گیگاهرتز و 875/5-725/5 گیگاهرتز است. بنابراین تولیدكنندگان تجهیزات WLAN باید این محدوده مجوز فركانسی را در سیستمهای خود رعایت كنند.

(7 سادگی و سهولت استفاده: اغلب كاربران در مورد مزیتهای WLANها اطلاعات كمی دارند. می‌دانیم كه سیستم عامل اصولاً به نحوه اتصال سیمی و یا بی‌سیم شبكه وابستگی ندارند. بنابراین برنامه‌های كاربردی بر روی شبكه بطور یكسان عمل می‌نمایند. تولیدكنندگان WLAN ابزار مفیدی را برای سنجش وضعیت سیستم و تنظیمات مورد در اختیار كاربران قرار می‌دهند. مدیران شبكه به سادگی می‌توانند نصب و راه‌اندازی سیستم را با توجه به توپولوژی شبكه موردنظر انجام دهند. در WLAN كلیه كاربران بدون نیاز به كابل‌كشی می‌توانند با یكدیگر ارتباط برقرار كنند. عدم نیاز به كابل‌كشی موجب می‌شود كه تغییرات، جابجایی و اضافه كردن در شبكه به آسانی انجام شود. در نهایت به موجب قابلیت جابجایی آسان تجهیزات WLANمدیر شبكه می‌تواند قبل از اینكه تجهیزات شبكه را در مكان اصلی خود نصب كند، ابتدا آنها را راه‌اندازی كند و تمامی مشكلات احتمالی شبكه را برطرف سازد و پس از تایید نهایی در محل اصلی جایگذاری نماید و پس از پیكر‌بندی، هرگونه جابجایی از یك نقطه به نقطه دیگر را بدون كمترین تغییرات اصلاح نماید.

(8 امنیت: از آنجایی كه سرمنشأ فناوری بی‌سیم در كاربردهای نظامی بوده است، امنیت از جمله مقولات مهم در طراحی سیستمهای بی‌سیم بشمار می‌رود. بحث امنیت هم در ساختار تجهیزات WLAN به نحو مطلوبی پیش‌بینی شده است و این امر شبكه‌های بی‌سیم را بسیار امن‌تر از شبكه‌های سیمی كرده است. برای گیرنده‌هایی كه دستیابی مجاز به سیگنالهای دریافتی ندارند، دسترسی به اطلاعات موجود در WLAN بسیار مشكل است. به دلیل تكنیكهای پیشرفته رمزنگاری برای اغلب گیرنده‌های غیرمجاز دسترسی به ترافیك شبكه غیرممكن است. عموما گیرنده‌های مجاز باید قبل از ورود به شبكه و دسترسی به اطلاعات آن، از نظر امنیتی مجوز لازم را دارا باشند.

(9 هزینه: برای پیاده‌سازی یك WLAN هزینه اصلی شامل دو بخش است: هزینه‌های زیرساختار شبكه مانند APهای شبكه و نیز هزینه كارتهای شبكه جهت دسترسی كاربران به WLAN.

هزینه‌های زیرساختار شبكه به تعداد APهای موردنیاز شبكه بستگی دارد. قیمت یك AP بین 1000 تا2000 دلار می‌باشد. تعداد APهای شبكه به شعاع عملكرد شبكه، تعداد كاربران و نوع سرویسهای موجود در شبكه بستگی دارد و هزینه كارتهای شبكه با توجه به یك شبكه رایانه‌ای استاندارد حدود 300 تا 500 دلار برای هر كاربر می‌باشد. هزینه نصب و راه‌اندازی یك شبكه بی‌سیم به دو دلیل كمتر از نصب و راه‌اندازی یك شبكه سیمی می‌باشد:

1)هزینه كابل‌كشی و پیدا كردن مسیر مناسب بین كاربران و سایر هزینه‌های مربوط به نصب تجهیزات در ساختمان، بخصوص در فواصل طولانی كه استفاده از فیبر نوری یا سایر خطوط گرانقیمت ضروری است، بسیار زیاد است.

2)به دلیل قابلیت جابجایی، اضافه كردن و تغییرات ساده در WLAN، هزینه‌های سربار، برای این تغییرات و تعمیر و نگهداری آن بسیار كمتر از شبكه سیمی است.

(10 قابلیت گسترش سیستم: با یك شبكه بی‌سیم می‌توان شبكه‌ای با توپولوژی بسیار ساده تا بسیار پیچیده را طراحی كرد. در شبكه‌های بی‌سیم با افزایش تعداد APها یا WBها می‌توان محدوده فیزیكی تحت پوشش و تعداد كاربران موجود در شبكه را تا حد بسیار زیادی گسترش داد. شعاع عملكرد این شبكه تا حدود 20 كیلومتر می‌باشد.

(11 اثرات جانبی: توان خروجی یك سیستم بی‌سیم بسیار پایین است. از آنجایی كه امواج رادیویی با افزایش فاصله به سرعت مستهلك می‌گردند و در عین حال، افرادی را كه در محدوده تشعشع انرژی RF هستند، تحت تاثیر قرار می‌دهند، باید ملاحظات حفظ سلامت با توجه به مقررات دولتی رعایت گردد. با این وجود اثرات مخرب این سیستمها زیاد نمی‌باشد.

منشأ ضعف امنیتی در شبکه‌های بی‌سیم و خطرات معمول

خطر معمول در کلیه‌ی شبکه‌های بی‌سیم مستقل از پروتکل و تکنولوژی مورد نظر، بر مزیت اصلی این تکنولوژی که همان پویایی ساختار، مبتنی بر استفاده از سیگنال‌های رادیویی به‌جای سیم و کابل، استوار است. با استفاده از این سیگنال‌ها و در واقع بدون مرز ساختن پوشش ساختار شبکه، نفوذگران قادرند در صورت شکستن موانع امنیتی نه‌چندان قدرت‌مند این شبکه‌ها، خود را به‌عنوان عضوی از این شبکه‌ها جازده و در صورت تحقق این امر، امکان دست‌یابی به اطلاعات حیاتی، حمله به سرویس دهنده‌گان سازمان و مجموعه، تخریب اطلاعات، ایجاد اختلال در ارتباطات گره‌های شبکه با یکدیگر، تولید داده‌های غیرواقعی و گمراه‌کننده، سوءاستفاده از پهنای‌باند مؤثر شبکه و دیگر فعالیت‌های مخرب وجود دارد.

در مجموع، در تمامی دسته‌های شبکه‌های بی‌سیم، از دید امنیتی حقایقی مشترک صادق است :

- تمامی ضعف‌های امنیتی موجود در شبکه‌های سیمی، در مورد شبکه‌های بی‌سیم نیز صدق می‌کند. در واقع نه تنها هیچ جنبه‌ای چه از لحاظ طراحی و چه از لحاظ ساختاری، خاص شبکه‌های بی‌سیم وجود ندارد که سطح بالاتری از امنیت منطقی را ایجاد کند، بلکه همان گونه که ذکر شد مخاطرات ویژه‌یی را نیز موجب است.

- نفوذگران، با گذر از تدابیر امنیتی موجود، می‌توانند به‌راحتی به منابع اطلاعاتی موجود بر روی سیستم‌های رایانه‌یی دست یابند.

- اطلاعات حیاتی‌یی که یا رمز نشده‌اند و یا با روشی با امنیت پایین رمز شده‌اند، و میان دو گره در شبکه‌های بی‌سیم در حال انتقال می‌باشند، می‌توانند توسط نفوذگران سرقت شده یا تغییر یابند.

- حمله‌های DoS به تجهیزات و سیستم‌های بی‌سیم بسیار متداول است.

- نفوذگران با سرقت کدهای عبور و دیگر عناصر امنیتی مشابه کاربران مجاز در شبکه‌های بی‌سیم، می‌توانند به شبکه‌ی مورد نظر بدون هیچ مانعی متصل گردند.

- با سرقت عناصر امنیتی، یک نفوذگر می‌تواند رفتار یک کاربر را پایش کند. از این طریق می‌توان به اطلاعات حساس دیگری نیز دست یافت.

- کامپیوترهای قابل حمل و جیبی، که امکان و اجازه‌ی استفاده از شبکه‌ی بی‌سیم را دارند، به‌راحتی قابل سرقت هستند. با سرقت چنین سخت افزارهایی، می‌توان اولین قدم برای نفوذ به شبکه را برداشت.

- یک نفوذگر می‌تواند از نقاط مشترک میان یک شبکه‌ی بی‌سیم در یک سازمان و شبکه‌ی سیمی آن (که در اغلب موارد شبکه‌ی اصلی و حساس‌تری محسوب می‌گردد) استفاده کرده و با نفوذ به شبکه‌ی بی‌سیم عملاً راهی برای دست‌یابی به منابع شبکه‌ی سیمی نیز بیابد.

- در سطحی دیگر، با نفوذ به عناصر کنترل کننده‌ی یک شبکه‌ی بی‌سیم، امکان ایجاد اختلال در عمل‌کرد شبکه نیز وجود دارد.

فصل دوم

مشخصات و خصوصیات WLAN تکنولوژی و صنعت WLAN به اوایل دهه‌ی ۸۰ میلادی باز می‌گردد. مانند هر تکنولوژی دیگری، پیشرفت شبکه‌های محلی‌ بی‌سیم به کندی صورت می‌پذیرفت. با ارایه‌ی استاندارد IEEE 802.11b، که پهنای باند نسبتاً بالایی را برای شبکه‌های محلی امکان‌پذیر می‌ساخت، استفاده از این تکنولوژی وسعت بیشتری یافت. در حال حاضر، مقصود از WLAN تمامی پروتکل‌ها و استانداردهای خانواده‌ی IEEE 802.11 است.
اولین شبکه‌ی محلی بی‌سیم تجاری توسط Motorola پیاده‌سازی شد. این شبکه، به عنوان یک نمونه از این شبکه‌ها، هزینه‌یی بالا و پهنای باندی پایین را تحمیل می‌کرد که ابداً مقرون به‌صرفه نبود. از همان زمان به بعد، در اوایل دهه‌ی ۹۰ میلادی، پروژه‌ی استاندارد 802.11 در IEEE شروع شد. پس از نزدیک به ۹ سال کار، در سال ۱۹۹۹ استانداردهای 802.11a و 802.11b توسط IEEE نهایی شده و تولید محصولات بسیاری بر پایه‌ی این استانداردها آغاز شد.
نوع a، با استفاده از فرکانس حامل 5GHz، پهنای باندی تا 54Mbps را فراهم می‌کند. در حالی‌که نوع b با استفاده از فرکانس حامل 2.4GHz، تا 11Mbps پهنای باند را پشتیبانی می‌کند. با این وجود تعداد کانال‌های قابل استفاده در نوع b در مقایسه با نوع a، بیش‌تر است. تعداد این کانال‌ها، با توجه به کشور مورد نظر، تفاوت می‌کند.
در حالت معمول، مقصود از WLAN استاندارد 802.11b است. استاندارد دیگری نیز به‌تاز‌ه‌گی توسط IEEE معرفی شده است که به 802.11g شناخته می‌شود. این استاندارد بر اساس فرکانس حامل 2.4GHz عمل می‌کند ولی با استفاده از روش‌های نوینی می‌تواند پهنای باند قابل استفاده را تا 54Mbps بالا ببرد. تولید محصولات بر اساس این استاندارد، که مدت زیادی از نهایی‌شدن و معرفی آن نمی‌گذرد، بیش از یک‌سال است که آغاز شده و با توجه سازگاری‌ آن با استاندارد 802.11b، استفاده از آن در شبکه‌های بی‌سیم آرام آرام در حال گسترش است.

برخی مزیتهای شبكه‌های بی‌سیم:

نرخ سرعت بالا در حد شبکه های کابلی:

امروزه کاربران با سرعت 11 مگابیت در ثانیه به اطلاعات می توانند دسترسی داشته باشند که همانند سرعت اترنت معمولی است.

نگهداری آسان و ارزان :

در طی زمان نگهداری از شبکه محلی بی سیم هزینه کمتری دارد. در ضمن تعمیرات کابل ها، مسیر ها و هزینه های گسترش مسیر کابل کشی نیز از میان رفته است. در این نوع از شبكه‌ها كاربران بدون نیاز به اتصال فیزیكی به شبكه می‌توانند به اطلاعات دست پیدا ‌كنند. مدیران این نوع از شبكه‌ها می‌توانند شبكه‌های بزرگی بدون نیاز به سیم‌كشی برپا كنند.

قابلیت تحرك :

در این نوع شبكه كاربران قابلیت حركت در عین متصل بودن به شبكه را دارند. این قابلیت مزایائی داردكه در شبكه‌های سیمی امكان پذیر نیست.

انعطاف پذیری به هنگام نصب:

فن‌آوری بی‌سیم به ما امكان میدهد به سادگی شبكه را گسترش دهیم و شبكه در جاهائی كه امكان سیم‌كشی وجود ندارد، قابل دسترس باشد.

مقیاس پذیری:

تغییر پیكربندی شبكه‌های WLAN به سادگی قابل تغییر است و WLAN ها با توپولوژی های مختلف می‌توانند به یكدیگر متصل شوند. از شبكه‌های نظیر به نظیر تا شبكه Full Infrastructure كه هزاران كاربر می‌توانند به شبكه متصل شوند.

برخی كاربردهای شبكه‌های محلی بی‌سیم در جامعه:

• برپائی شبكه كامپیوتری در محلهائی كه امكان عبور سیم در آنها به دلیل مسائل محیطی وجود ندارد مانند اماكن تاریخی و باستانی
• هر سازمانی كه به دلایلی نمی‌خواهد شبكه سیمی داشته باشد مانند داشتن فضای استیجاری یا سایتهای موقتی
• كاربرانی كه دائما در حال حركت می‌باشند مانند پزشكان و كادر درمانی
• شبكه‌های كامپیوتری بیمارستانها برای ارتباط با نقاط حساس و بیماران در حال حركت
• فرودگاهها ، بنادر و ایستگاههای راه‌آهن برای نظارت كامپیوتری بر تردد بار و مسافر
• انبارها به منظور كنترل و خدمات انبارداری و بازرسی كالا
• كارخانجات جهت ارتباطات پیشرفته‌تر و انعطاف پذیرتر
• ایستگاههای موقت جهت خرید و فروش ، پیش‌بینی وضعیت آب و هوا و آلودگی، كنترل و...

آشنایی با شبکه های بی سیم (Wireless Lan)

مطالب مشابه :

بهترین هدفون‌های موجود در بازار

هدفون طرح بیتس مدل Tour

شبکه های بی سیم (بخش 2)

امنیت در شبکه‌های بی‌سیم

آشنایی با شبکه های بی سیم (Wireless Lan)

رور سی

راه های اتصال بی سیم وبا سیم گوشی و تبلت و لپ‌تاپ به تلویزیون

شبکه ‌های بی ‌سیم و انواع WWAN , WLAN , WPAN