مبانی شبکه کامپیوتر Network ؛ شبکه های بدون کابل – بی سیم یا وایرلس Wireless

شبکه های بدون کابل یکی از چندین روش موجود بمنظور اتصال چند کامپیوتر بیکدیگر و ایجاد یک شبکه کامپیوتری است . در شبکه های فوق برای ارسال اطلاعات بین کامپیوترهای موجود در شبکه از امواج رادیوئی استفاده می شود. تکنولوژی شبکه های بدون کابل از ایده " ضرورتی به کابل ها ی جدید نمی باشد" ، استفاده می نمایند. درمجموع با شبکه بسیم می توان ؛ یک شبکه ای سیارداشته باشیم لب تابهایی که توسط کارمندان حرکت می کند ؛ حتی کامپیوتر تعبیه شده رو خودرو پلیس و .... پس در مباحث شبکه های کامپیوتری بحثی مهم است. در این گفتار با مبانی و تعریف شبکه های کامپیوتری و اجزا تشکیل دهنده آن آشنایی مختصری پیدا می کنیم سپس با انواع شبکه های بی سیم ؛ بدون سیم ؛ وایرلس و تکنولوژیهای به کار رفته در آن آشنا خواهیم شد ؛ شاید قسمتهای انتهای گفتار کمی فنی به نظر برسد اما به هر تقدیر؛فن آوری نوین شبکه های کامپیوتری به خصوص شبکه های بی سیم بحث روز است .شبکه های بدون کابل را بررسی کنیم
مثلا" در صورتیکه این نوع شبکه ها را در یک فضای کوچک نظیر یک ساختمان اداری ایجاد کرده باشیم و دارای یک کامپیوتر laptop باشیم که از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نماید ، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشیم با استفاده از Laptop می توان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد. شبکه های بدون کابل یکی از چندین روش موجود بمنظور اتصال چند کامپیوتر بیکدیگر و ایجاد یک شبکه کامپیوتری است . در شبکه های فوق برای ارسال اطلاعات بین کامپیوترهای موجود در شبکه از امواج رادیوئی استفاده می شود. تکنولوژی شبکه های بدون کابل از ایده " ضرورتی به کابل ها ی جدید نمی باشد" ، استفاده می نمایند.
در این نوع شبکه ها ، تمام کامپیوترها با استفاده از سیگنال هائی رادیوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای یکدیگر می نمایند. این نوع شبکه ها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی می توان یک کامپیوتر متصل به این نوع از شبکه ها را مکان های دیگر استقرار و کماکن از امکانات شبکه بهره مند گردید تعریف نت Net : شبکه کامپیوتر Network چیست هسته اصلی سیستم‌های توزیع اطلاعات را شبکه‌های کامپیوتری تشکیل می‌دهند. مفهوم شبکه‌های کامپیوتری بر پایه اتصال کامپیوترها و دیگر تجهیزات سخت‌افزاری به‌یکدیگر برای ایجاد امکان ارتباط و تبادل اطلاعات استوار شده است. گروهی از کامپیوترها و دیگر تجهیزات متصل به هم را یک شبکه می نامند.
یک تعریف از شبکه کامپیوتر Network کامپیوترهایی که در یک شبکه واقع هستند، می توانند اطلاعات، پیام، نرم‌افزار و سخت‌افزارها را بین یکدیگر به اشتراک بگذارند. به اشتراک گذاشتن اطلاعات، پیام ها و نرم‌افزارها، تقریباً برای همه قابل تصور است در این فرآیند نسخه‌ها یا کپی اطلاعات نرم‌افزاری از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل می‌شود. هنگامی که از به اشتراک گذاشتن سخت‌افزار سخن می‌گوییم به معنی آن است که تجهیزاتی نظیر چاپگر یا دستگاه مودم را می‌توان به یک کامپیوتر متصل کرد و از کامپیوتر دیگر واقع در همان شبکه، از آن‌ها استفاده نمود. انواع شبکه از لحاظ مکانی و جغرافیایی Range طبقه بندی براساس گستره جغرافیایی (Range) شبکه‌های کامپیوتری براساس موقعیت و محل نصب دارای انواع متفاوتی هستند. که چهار شبکه
۱) شبکه محلی‌ (LAN) یا‌ Local Area Network
۲) شبکه‌های شهری یا (Metropolitan Area Network MAN )
۳) شبکه‌های MAN معمولاً از ترکیب و ادغام دو یا چند شبکه‌ LAN به‌وجود می‌آیند.
۴) Wide Area Network WAN یا شبکه‌های گسترده وجود دارد.
اجزای شبکه کامپیوتری یک شبکه کامپیوتری شامل اجزایی است که برای درک کارکرد شبکه لازم است تا با کارکرد هر یک از این اجزا آشنا شوید.شبکه‌های کامپیوتری در یک نگاه کلی دارای چهار قسمت هستند. ؛ کامپیوتر سرویس‌دهنده server ، کامپیوتر سرویس‌گیرنده یا Client ، محیط انتقال اطلاعات ؛ تجهیزات جانبی یا منابع سخت‌افزاری اجزا اصلی شبکه های کامپیوتری هستند محیط انتقال اطلاعات تمام شبکه‌های کامپیوتری دارای بخش سومی هستند که بستر یا محیط انتقال اطلاعات را فراهم می‌کند. متداول ترین محیط انتقال در یک شبکه کابل است. بحث امروز ما نیز در مورد نوعی از محیط انتقال اطلاعات است که به شبکه را با امواج رادیویی وبدون سیم متصل می نماید مبانی شبکه های بدون کابل - وایرلس Wireless تکنولوژی شبکه های بدون کابل از ایده " ضرورتی به کابل ها ی جدید نمی باشد" ، استفاده می نمایند. در این نوع شبکه ها ، تمام کامپیوترها با استفاده از سیگنال هائی رادیوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای یکدیگر می نمایند. این نوع شبکه ها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی می توان یک کامپیوتر متصل به این نوع از شبکه ها را مکان های دیگر استقرار و کماکن از امکانات شبکه بهره مند گردید مثلا" در صورتیکه این نوع شبکه ها را در یک فضای کوچک نظیر یک ساختمان اداری ایجاد کرده باشیم و دارای یک کامپیوتر laptop باشیم که از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نماید ، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشیم با استفاده از Laptop می توان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد. نگاهی فنی به شبکه های کامپیوتری شبکه های کامپیوتری از نقطه نظر نوع خدمات وسرویس دهی به دو گروه :
۱) نظیر به نظیر
۲) سرویس گیرنده / سرویس دهنده
نقسیم می گردند. در شبکه های نظیر به نظیر هر کامپیوتر قادر به ایفای وظیفه در دو نقش سرویس گیرنده و سرویس دهنده در هر لحظه است . در شبکه های سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، هر کامپیوتر صرفا" می تواند یک نقش را بازی نماید. ( سرویس دهنده یا سرویس گیرنده ) . در شبکه های بدون کابل که بصورت نظیر به نظیر پیاده سازی می گردنند ، هر کامپیوتر قادر به ارتباط مستقیم با هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه است . برخی دیگر از شبکه های بدون کابل بصورت سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، پیاده سازی می گردند. این نوع شبکه ها دارای یک Access point می باشند. دستگاه فوق یک کنترل کننده کابلی بوده و قادر به دریافت و ارسال اطلاعات به آداپتورهای بدون کابل ( کارت های شبکه بدون کابل ) نصب شده در هر یک از کامپیوترها می باشند. شبکه های بدون کابل Wireless چهار نوع متفاوت از شبکه های بدون کابل وجود دارد ( از کند و ارزان تا سریع و گران )
▪ BlueTooth
▪ IrDA
▪ HomeRF)SWAP)
▪ WECA)Wi-Fi)
در مورد فن آوری بیسیم یا تکنولوژی فن آوری Wireless ( بی سیم) چه می دانید نگاهی به انواع شبکه های بدون سیم Wireless شبکه های Bluetooth در حال حاضر عمومیت نداشته و بنظر قادر به پاسخگوئی به کاربران برای شبکه ها ی با سرعت بالا نمی باشند. IrDA)Infrared Data Association) استانداردی بمنظور ارتباط دستگاههائی است که از سیگنال ها ی نوری مادون قرمز استفاده می نمایند. استاندارد فوق نحوه عملیات کنترل از راه دور، ( تولید شده توسط یک تولید کننده خاص ) و یک دستگاه راه دور ( تولید شده توسط تولید کننده دیگر ) را تبین می کند. دستگاههای IrDA از نورمادون قرمز استفاده می نمایند. مدل های SWAP و Wi-Fi قبل از بررسی مدل های SWAP و Wi-Fi لازم است که در ابتدا با استاندارد اولیه ای که دو مد ل فوق بر اساس آنها ارائه شده اند ، بیشتر آشنا شویم . اولین مشخصات شبکه های اترنت بدو ن کابل با نام IEEE ۸۰۲.۱۱ توسط موسسه IEEE عرضه گردید. در استاندارد فوق دو روش بمنظور ارتباط بین دستگاهها با سرعت دو مگابیت در ثانیه مطرح شد. دو روش فوق بشرح زیر می باشند :
▪ DSSS)Direct-sequence spread spectrum)
▪ FHSS)Frequency-hopping spread spectrum)
دو روش فوق از تکنولوژی FSK)Frequency-shift keying) استفاده می نمایند. همچنین دو روش فوق از امواج رادیوئی Spread-spectrum در محدوده ۴/ ۲ گیگاهرتز استفاده می نمایند. Spread Spectrum ، بدین معنی است که داده مورد نظر برای ارسال به بخش های کوچکتر تقسیم و هر یک از آنها با استفاده از فرکانس های گسسته قابل دستیابی در هر زمان ، ارسال خواهند شد. دستگاههائی که از DSSS استفاده می نمایند ، هر بایت داده را به چندین بخش مجزا تقسیم و آنها را بصورت همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت ، ارسال می دارند. DSSS از پهنای باند بسیار بالائی استفاده می نماید ( تقریبا" ۲۲ مگاهرتز ) دستگاههائی که از FHSS استفاده می نمایند ، دریک زمان پیوسته کوتاه ، اقدام به ارسال داده کرده و با شیفت دادن فرکانس (hop) بخش دیگری از اطلاعات را ارسال می نمایند. با توجه به اینکه هر یک از دستگاههای FHSS که با یکدیگر مرتبط می گردند ، بر اساس فرکانس مربوطه ای که می بایست Hop نمایند و از هر فرکانس در یک بازه زمانی بسیار کوتاه استفاده می نمایند ( حدودا" ۴۰۰ میلی ثانیه ) ، بنابراین می توان از جندین شبکه FHSS در یک محیط استفاده کرد( بدون اثرات جانبی ) . دستگاههای FHSS صرفا" دارای پهنای باند یک مگاهرتز و یا کمتر می باشند. HomeRF و SWAP HomeRF ، اتحادیه ای است که استانداری با نام SWAP)Shared Wireless Access protocol) را ایجاد نموده است . SWAP دارای شش کانال صوتی متفاوت بر اساس استاندارد DECT و ۸۰۲.۱۱ است. دستگاههای SWAP در هر ثانیه ۵۰ hop ایجاد و در هر ثانیه قادر به ارسال یک مگابیت در ثانیه می باشند. در برخی از مدل ها میزان ارسال اطلاعات تا دو مگابیت در ثانیه هم می رسد. ، توانائی فوق ارتباط مستقیم به تعداد اینترفیس های موجود در مجیط عملیاتی دارد. مزایای SWAP مزایای SWAP عبارتند از :
▪ قیمت مناسب
▪ نصب آسان
▪ به کابل های اضافه نیاز نخواهد بود
▪ دارای Access point نیست
▪ دارای شش کانال صوتی دو طرفه و یک کانال داده است
▪ امکان استفاده از ۱۲۷ دستگاه در هر شبکه وجود دارد.
▪ امکان داشتن چندین شبکه در یک محل را فراهم می نماید.
▪ امکان رمزنگاری اطلاعات بمنظور ایمن سازی داده ها وجود دارد. اشکالات SWAP برخی از اشکالات SWAP عبارتند از :
▪ دارای سرعت بالا نیست ( در حالت عادی یک مگابیت در ثانیه )
▪ دارای دامنه محدودی است ( ۷۵ تا ۱۲۵ فوت / ۲۳ تا ۳۸ متر )
▪ با دستگاههای FHSS سازگار نیست .
▪ دستگاههای دارای فلز و یا وجود دیوار می تواند باعث افت ارتباطات شود.
▪ استفاده در شبکه های کابلی ، مشکل است . تراتسیور بدون کابل واقعی بهمراه یک آنتن کوچک در یک کارت ISA , PCI و یا PCMCIA ایجاد( ساخته ) می گردد. در صورتیکه از یک کامپیوتر Laptop استفاده می شود ، کارت PCMCIA بصورت مستقیم به یکی از اسلات های PCMCIA متصل خواهد شد. در کامپیوترهای شخصی ، می بایست از یک کارت اختصاصی ISA ، کارت PCI HomeRF و یا یک کارت PCMCIA بهمراه یک آداپتور مخصوص ، استفاده کرد. با توجه به ضرورت استفاده از کارت های اختصاصی ، صرفا" کامپیوترها را می توان در یک شبکه SWAP استفاده کرد. چاپگرها و سایر وسائل جانبی می بایست مستقیما" به یک کامپیوتر متصل و توسط کامپیوتر مورد نظر بعنوان یک منبع اشتراکی مورد استفاده قرار گیرند. اکثر شبکه های SWAP بصورت " نظیر به نظیر " می باشند .
برخی از تولیدکنندگان اخیرا" بمنظور افزایش دامنه تاثیر پذیری در شبکه های بدون کابل ، Access point هائی را به بازار عرضه نموده اند. شبکه های HomeRf نسبت به سایر شبکه های بدون کابل ، دارای قیمت مناسب تری می باشند. شبکه های موسوم به WECA و Wi-Fi WECA)Wireless Ethernet Compatibility Alliance) رویکرد جدیدی را نسبت به HomeRF ارائه نموده است . Wi-Fi ، استانداردی است که به تمام تولیدکنندگان برای تولید محصولات مبتی بر استاندارد IEEE ۸۰۲.۱۱ تاکید می نماید . مشخصات فوق FHSS را حذف و تاکید بر استفاده از DSSS دارد. ( بدلیل ظرفیت بالا در نرخ انتقال اطلاعات ) . بر اساس IEEE ۸۰۲.۱۱b ، هر دستگاه قادر به برقراری ارتباط با سرعت یازده مگابیت در ثانیه است . در صورتیکه سرعت فوق پاسخگو نباشد ، بتدریج سرعت به ۵/۵ مگابیت در ثانیه ، دو مگابیت در ثانیه و نهایتا" به یک مگابیت در ثانیه تنزل پیدا خواهد کرد. بدین ترتیب شبکه از صلابت و اعتماد بیشتری برخوردار خواهد بود. مزایای Wi-Fi عبارتند از :
▪ سرعت بالا یازده مگابیت در ثانیه
▪ قابل اعتماد
▪ دارای دامنه بالائی می باشند ۱.۰۰۰ فوت یا ۳۰۵ متر در قضای باز و ۲۵۰ تا ۴۰۰ فوت / ۷۶ تا ۱۲۲ متر در فضای بسته
▪ با شبکه های کابلی بسادگی ترکیب می گردد.
▪ با دستگاههای DSSS ۸۰۲.۱۱ ( اولیه ) سازگار است . اشکالات Wi-Fi برخی از اشکالات Wi-Fi عبارتند از :
▪ گران قیمت می باشند.
▪ پیکربندی و تنظیمات آن مشکل است .
▪ نوسانات سرعت زیاد است . Wi-Fi سرعت شبکه های اترنت را بدون استفاده از کابل در اختیار قرار می دهد. کارت های سازگار با Wi-Fi بمنظور استفاده در شبکه های " نظیر به نظیر " وجود دارد ، ولی معمولا" Wi-Fi به Access Point نیاز خواهد داشت . اغلب Access point ها دارای یک اینترفیس بمنظور اتصال به یک شبکه کابلی اترنت نیز می باشند. اکثر ترانسیورهای Wi-Fi بصورت کارت های PCMCIA عرضه شده اند. برخی از تولیدکنندگان کارت های PCI و یا ISA را نیز عرضه نموده اند.

منبع : انجمن علمی دانشگاه شیخ بهایی