مقاله شبکه های بی سیم


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

مقاله شبکه های بی سیم مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۱۰۴  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود مقاله شبکه های بی سیم نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

مقدمه    ۱
فصل اول
بررسی اجمالی شبکه های بی سیم و کابلی
۱-تشریح مقدماتی شبکه های بی سیم و کابلی     ۳
۲- عوامل قابل مقایسه شبکه های بی سیم و کابلی    ۳
۳- جدول مقایسه ای بین شبکه های بی سیم و کابلی    ۵
۴- انواع   شبکه های بی سیم    ۶
فصل دوم
امنیت در شبکه های بی سیم
۱-سه روش امنیتی    ۹
۲- انواع استاندارد۱۱ ,۸۰۲    ۹
۳- معماری شبکه های محلی بی سیم    ۱۳
۱-۳ همبندی های ۱۱ ,۸۰۲    ۱۳
۲-۳ خدمات ایستگاهی    ۱۵
۳-۳ خدمات توزیع    ۱۶
۴-۳ دسترسی به رسانه    ۱۷
۵-۳ لایه فیزیکی    ۱۸
۶-۳ استفاده مجدد از فرکانس    ۲۳
۷-۳ آنتن ها    ۲۳
۴-استاندارد b 11 ,802    ۲۴
۱-۴ اثرات فاصله    ۲۵
۲-۴ پل بین شبکه ای    ۲۶
۳-۴ پدیده چند مسیری    ۲۶
۵- استاندارد a11 ,802    ۲۶
۱-۵ افزایش پهنای باند   ۲۸
۲-۵ طیف فرکانسی تمیزتر   ۲۹
۳-۵ کانال‌های غیرپوشا   ۲۹
۶- همکاری Wi-Fi   ۲۹
۷-استاندارد بعدی IEEE 802.11g   ۳۰
فصل سوم
بررسی شبکه Bluetooth
1-Bluetooth    ۳۴
۱-۱ غولهای فناوری پیشقدم شده اند   ۳۵
۲-۱ چگونگی ایجاد بلوتوث وانتخاب نام  برای این کنولوژی   ۳۵
۲- نگاه فنی به بلوتوث   ۳۷
۳- باند رادیویی   ۳۷
۴- جهشهای فرکانسی   ۳۸
۵- تخصیص کانال   ۳۸
۶- ساختمان توپولوژی توزیع شده شبکه های محلی شخصی بلوتوث    ۴۳
۷- پیکربندی   ۴۵
۸- کاربردهای بلوتوث   ۴۶
۹- پشته پروتکلی بلوتوث   ۴۹
۱۰- لایه رادیویی در بلوتوث   ۵۰
۱۱- لایه باند پایه در بلوتوث   ۵۱
۱۲- لایه L2CAP در بلوتوث   ۵۲
۱۳- ساختار فریم در بلوتوث   ۵۳
۱۴- امنیت بلوتوث   ۵۴
۱۵- سرویسهای امنیتی بلوتوث   ۵۵
۱۶-ویژگی امنیت به عنوان یکی از مشخصه های بلوتوث   ۵۵
فصل چهارم
Bluetooth و سایر فن آوریهای بی سیم
مقدمه   ۵۷
۱- سایر فن آوری های بی سیم   ۵۸
۲- مقایسه ارتباطات بی سیم Bluetooth و IrDA   ۵۸
۳- مقایسه ارتباطات بی سیم Home RF و Bluetooth   ۶۰
۴- فن آوری WPAN بطور خلاصه   ۶۱
فصل پنجم
زبانهای برنامه نویسی Markup بی سیم
۱- Compact HTMAL   ۶۳
۲-آینده Basic XHTMAL    ۶۴
۳- ویرایشگرهائی برای ایجاد مضامین I-mode   ۶۴
۴-ویرایشگرهای متن ساده   ۶۴
۵- ویرایشگرهای کد    ۶۵
فصل ششم
کاربردهای آینده برای فن آوری بی سیم Bluetooth
1- حوزه های کاربردی آینده   ۶۸
۲- خرده فروشی و e-Commerce موبایل   ۶۸
۳- پزشکی   ۶۸
۴- مسافرت   ۶۹
۵-شبکه سازی خانگی   ۷۰
فصل هفتم
PAN چیست؟
۱-شبکه محلی شخصی و ارتباط آن با بدن انسان   ۷۴
۲- PAN چگونه کار می کند؟   ۷۵
۳-تکنولوژی  بی سیم بلوتوث وشبکه های محلی شخصی در خانه ودر جاده   ۷۶
۴- لایه های پروتکل معماری بلوتوث   ۷۸
۵- PAN تغییرات اتصالات در آینده   ۸۲
۶- بلوتوث یک تواناساز برای شبکه های محلی شخصی   ۸۳
۱-۶- مقدمه    ۸۳
۲-۶- AD HOCیک انشعاب شبکه ای   ۸۳
۳-۶- شبکه سازی بلوتوث    ۸۴
۴-۶- معماری تابعی برای زمانبندی اسکترنت   ۹۰

مقدمه

 نیاز روز افزون به پویایی کارها ، استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه ، پیجرها و …بواسطه وجود شبکه های بی سیم امکان پذیر شده است .

اگر کاربر یا شرکت یا برنامه کاربردی خواهان آن باشد که داده و اطلاعات مورد نیاز خود را به صورت متحرک در هر لحظه در اختیار داشته باشند ، شبکه های بی سیم جواب مناسبی برای آنها است.اخیرا شبکه های محلی بیسیم به عنوان جایگزین و یا مکمل شبکه های معمولی دارای سیم مطرح شده اند. به دلیل عدم نیاز به سیم واتصالات برای برقراری ارتباط, این شبکه ها آزادی تحرک بیشتری ایجاد می کنند , ساده تر و مطمئن تر هستند و از همه مهمتر ارزانتر تمام می شوند. شبکه محلی بی سیم حتی می تواند جایگزین شبکه تلفن داخلی ,البته با امکانات بسیار بالاتر شود. علاوه بر این نصب و نگهداری آنها آسان ,ساده و سریع است, تقریبا هر محل کاری که بیش از یک نفر در آن مشغول به کار است , دارای یک شبکه محلی است.شبکه های محلی برای منظورهای مختلفی بکار گرفته می شوند, ازجمله دسترسی به اطلاعات اداری مشترک , استفاده مشترک از نرم افزارها و پرینترها و اتصال به اینترنت. اتصال به شبکه های محلی تاکنون از طریق سیم شبکه صورت می گرفته است. سیمی که باید از محل کامپیوتر شما تا مرکز اتصال کلیه سیم های شبکه به یکدیگر (hub) بر روی دیوارها , سقف ها واز داخل کانال هاامتداد می یافته است. طبیعتا هر کامپیوتر برای اتصال به شبکه محلی باید نزدیک به یک پریز شبکه باشد.البته با پیشرفت هایی که اخیرا در تکنولوژی ارتباطات بی سیم حاصل شده است ,دیگر احتیاجی به سیم و پریز نیست.

 علاقه مند شده اید؟پس ادامه دهید.

۱- تشریح مقدماتی شبکه های بی سیم و کابلی

 شبکه های محلی برای خانه و محیط کار می توانند به دو صورت کابلی یا بی سیم طراحی گردند.در ابتدا 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 از نوعCAT 5  نبایستی از ۱۰۰ متر بیشتر باشد در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده می شود) که تجهیزات به کار رفته از دو نوع غیر فعال (Passive) مانند کابل ، داکت ، پچ پنل و … و فعال (Active  )مانند هاب ، سوئیچ ، روتر ، کارت شبکه و … هستند.

مؤسسه مهندسی IEEE   استانداردهای ۳U 802. را برای  Fast Ethernet  و ۸۰۲٫۳ab  و ۸۰۲٫۳z  را برای Gigabit Ethernet  (مربوط به کابلهای الکتریکی و نوری ) در نظر گرفته است.

شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point ) می باشد که هر ایستگاه کاری می -تواند حداکثر تا فاصله ۳۰ متری آن (بدون مانع) قرار گیرد.شبکه های بی سیم یکی از سه استاندارد Wi-Fi  زیر را بکار می برند:

۸۰۲٫۱۱b  :که اولین استانداردی است که به صورت گسترده بکار رفته است .

۸۰۲٫۱۱a : سریعتر اما گرانتر از ۸۰۲٫۱۱b  می باشد.

۸۰۲٫۱۱g  :جدیدترین استاندارد که شامل هر دو استاندارد قبلی بوده و از همه گرانتر می باشد.

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.

۲- عوامل قابل مقایسه در شبکه های بی سیم و کابلی

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

 

۱-۲- 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 ، داکت کشی ، نصب پریز و……… مواجه هستیم در ضمن اگر محل فیزیکی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد بایستی که کابل کشی مجدد و …….صورت پذیرد.

شبکه های 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 toPeer  )تجهیزات را با یکدیگر میسرمی سازد.
Infrastructure  :  که باعث ارتباط تمامی تجهیزات با دستگاه مرکزی می شود.

بنابراین میتوان دریافت که نصب و را ه اندازی شبکه های کابلی یا تغییرات در آن بسیار مشکلتر نسبت به مورد مشابه یعنی شبکه های بی سیم است .

۲-۲- 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 .

۳-۲- قابلیت اطمینان

تجهیزات کابلی بسیار قابل اعتماد می باشند که دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین می باشد فقط بایستی در موقع نصب و یا جابجائی ، اتصالات با دقت کنترل شوند.

تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router  ها مشکلاتی مانند قطع شدن‌های پیاپی، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکه‌های بی‌سیم مجاور و … را داشته اند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته(مانند۸۰۲٫۱۱ g  ) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .

 

۴-۲- کارائی

شبکه های کابلی دارای بالاترین کارائی هستند در ابتدا پهنای باند  Mbps10 سپس به پهنای باندهای بالاتر(Mbps 100 وMbps 1000) افزایش یافتند حتی در حال حاضر سوئیچهائی با پهنای باندGbps  ۱  نیز ارائه شده است .

شبکه های بی سیم با استاندارد۸۰۲٫۱۱b حداکثر پهنای باندMbps 11 و با ۸۰۲٫۱۱ a و ۸۰۲۱۱ g پهنای باند Mbps 54 را پشتیبانی می کنند حتی در تکنولوژیهای جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر بهMbps 108 نیز افزایش داده شده است.

علاوه بر این کارائی Wi-Fi نسبت به فاصله حساس می باشد یعنی حداکثر کارائی با افزایش فاصله نسبت به َAccess Point پایین خواهد آمد. این پهنای باند برای به اشتراک گذاشتن اینترنت یا فایلها کافی بوده اما برای برنامه هائی که نیاز به رد و بدل اطلاعات زیاد بین سرور و ایستگاهای کاری(lient to Server ) دارند کافی نیست .

 

۵-۲- 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 نمی باشند، بایستی در چنین شبکه هایی دیواره آتش مجزایی نصب شود.

تجهیزات شبکه های بی سیم مانند  Broadband Routerها دیواره آتش بصورت نرم افزاری وجود داشته و تنها بایستی تنظیمات لازم صورت پذیرد.از سوی دیگر به دلیل اینکه در شبکه‌های بی‌سیم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده میشود، بدون پیاده سازی تکنیک‌های خاصی مانند رمزنگاری، امنیت اطلاعات بطور کامل تامین نمی گردد استفاده از رمزنگاری WEP  (Wired Equivalent Privacy)  باعث 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 شو د 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.

۴- انواع شبکه های بی سیم

 🙁 Wireless Local Area Networks ) WLANS

 این نوع شبکه برای کاربران محلی از جمله محیطهای(Campus) دانشگاهی یا آزمایشگاهها که نیاز به استفاده از اینترنت دارند مفید می باشد.

در این حالت اگر تعداد کاربران محدود باشند می توان بدون استفاده از Access Point این ارتباط را برقرار نمود .در غیر اینصورت استفاده از Access Point ضروری است.

 می توان با استفاده از آنتن های مناسب مسافت ارتباطی کاربران را به شرط عدم وجود مانع تاحدی طولانی تر نمود.

 :(Wireless Personal Area Networks ) WPANS

   دو تکنولوژی مورد استفاده برای این شبکه ها عبارت از :(Infre Red)IR وBluetooth  (IEEE 802.15 ) می باشد که مجوز ارتباط در محیطی حدود ۹۰ متر را می دهد البته در IR نیاز به ارتباط مستقیم بوده و محدودیت مسافت وجود دارد .

 WMANS    :(Wireless Metropolitan Area Networks )

 توسط این تکنولوژی ارتباط بین چندین شبکه یا ساختمان در یک شهر برقرار می شود برای Backup آن می توان از خطوط اجاره ای ،فیبر نوری یا کابلهای مسی استفاده نمود .

 :(Wireless Wide Area Networks) WMANS

 برای شبکه هائی با فواصل زیاد همچون بین شهرها یا کشورها بکار می روداین ارتباط ازطریق آنتن ها ی بی سیم یا ماهواره صورت می پذیرد .

۱- امنیت در شبکه های بی سیم

سه روش امنیتی در شبکه های بی سیم عبارتند از :

 WEP (Wired Equivalent privacy):

در این روش از شنود کاربرهایی که در شبکه مجوز ندارند جلوگیری به عمل می آید که مناسب برای شبکه های کوچک بوده زیرا نیاز به تنظیمات دستی( KEY ) مربوطه در هر Client می باشد.

اساس رمز نگاری WEP بر مبنای الگوریتم RC4 بوسیله RSA می باشد.

 SSID ( SERVICE SET IDENTIFIRE):

شبکه هایWLAN دارای چندین شبکه محلی می باشند که هرکدام آنها دارای یک شناسه (Identifier)  یکتا می باشند این شناسه ها در چندین Access Point قرار داده می شوند .

 هر کاربر برای دسترسی به شبکه مورد نظر بایستی تنظیمات شناسه SSID مربوطه را انجام دهد .

 MAC  (MEDIA ACCESS CONTROL):

لیستی از MAC آدرس های مورد استفاده در یک شبکه به AP (Access Point)  مربوطه وارد شده بنابراین تنها کامپیوترهای دارای این MAC آدرسها اجازه دسترسی دارند به عبارتی وقتی یک کامپیوتر درخواستی را ارسال می کند MAC آدرس آن با لیست MAC آدرس مربوطه در AP مقایسه شده و اجازه دسترسی یا عدم دسترسی آن مورد بررسی قرار می گیرد .

این روش امنیتی مناسب برای شبکه های کوچک بوده زیرا در شبکه های بزرگ امکان ورود این آدرسها به AP بسیار مشکل می باشد.

۲- انواع استاندارد ۸۰۲٫۱۱

اولین بار در سال ۱۹۹۰ بوسیله انستیتیو IEEE معرفی گردید که اکنون تکنولوژیهای متفاوتی از این استاندارد برای شبکه های بی سیم ارائه گردیده است .

امروزه با بهبود عملکرد، کارایی و عوامل امنیتی، شبکه‌های بی‌سیم به شکل قابل توجهی در حال رشد و گسترش هستند و استاندارد IEEE 802.11 استاندارد بنیادی است که شبکه‌های بی‌سیم بر مبنای آن طراحی و پیاده سازی می‌شوند.

در ماه ژوئن سال ۱۹۹۷ انجمن مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) استانداردIEEE 802.11-1997 را به عنوان اولین استانداردِ شبکه‌های محلی بی‌سیم منتشر ساخت. این استاندارد در سال ۱۹۹۹ مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد. استاندارد جاری شبکه‌های محلی بی‌سیم یا همانIEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استاندارد سازی بین‌المللی (ISO) و مؤسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI) پذیرفته شده است. تکمیل این استاندارد در سال ۱۹۹۷، شکل گیری و پیدایش شبکه سازی محلی بی‌سیم و مبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت. استاندارد ۱۹۹۷، پهنای باند ۲Mbps را تعریف می‌کند با این ویژگی که در شرایط نامساعد و محیط‌های دارای اغتشاش (نویز) این پهنای باند می‌تواند به مقدار ۱Mbps کاهش یابد. روش تلفیق یا مدولاسیون در این پهنای باند روش DSSS است. بر اساس این استاندارد پهنای باند۱ Mbps با استفاده از روش مدولاسیون FHSS نیز قابل دستیابی است و در محیط‌های عاری از اغتشاش (نویز) پهنای باند ۲Mbpsنیز قابل استفاده است. هر دو روش مدولاسیون در محدوده باند رادیویی ۲٫۴GHz عمل می‌کنند. یکی از نکات جالب توجه در خصوص این استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز علاوه بر مدولاسیون‌های رادیویی DSSS و FHSS به عنوان رسانه انتقال است. ولی کاربرد این رسانه با توجه به محدودیت حوزه عملیاتی آن نسبتاً محدود و نادر است. گروه کاری ۸۰۲٫۱۱ به زیر گروه‌های متعددی تقسیم می‌شود. شکل‌های ۱-۱و ۱-۲ گروه‌های کاری فعال در فرآیند استاندارد سازی را نشان می‌دهد. برخی از مهم‌ترین زیر گروه‌ها به قرار زیر است:

– ۸۰۲٫۱۱D: Additional Regulatory Domains
– 802.11E: Quality of Service (QoS)
– 802.11F: Inter-Access Point Protocol (IAPP)
– 802.11G: Higher Data Rates at 2.4 GHz
– 802.11H: Dynamic Channel Selection and Transmission Power Control
– 802.11i: Authentication and Security

    کمیتهE  ۸۰۲٫۱۱ کمیته‌ای است که سعی دارد قابلیت QoS اِتـِرنت را در محیط شبکه‌های بی‌سیم ارائه کند. توجه داشته باشید که فعالیت‌های این گروه تمام گونه‌های ۸۰۲٫۱۱ شامل a، b، و g را در بر دارد. این کمیته در نظر دارد که ارتباط کیفیت سرویس سیمی یا Ethernet QoS را به دنیای بی‌سیم بیاورد.

کمیته ۸۰۲٫۱۱g کمیته‌ای است که با عنوان ۸۰۲٫۱۱ توسعه یافته نیز شناخته می‌شود. این کمیته در نظر دارد نرخ ارسال داده‌ها در باند فرکانسی ISM را افزایش دهد. باند فرکانسی ISM یا باند فرکانسی صنعتی، پژوهشی، و پزشکی، یک باند فرکانسی بدون مجوز است. استفاده از این باند فرکانسی که در محدوده ۲۴۰۰ مگاهرتز تا ۲۴۸۳٫۵ مگاهرتز قرار دارد، بر اساس مقررات FCC در کاربردهای تشعشع رادیویی نیازی به مجوز ندارد. استاندارد ۸۰۲٫۱۱g تا کنون نهایی نشده است و مهم‌ترین علت آن رقابت شدید میان تکنیک‌های مدولاسیون است. اعضاء این کمیته و سازندگان تراشه توافق کرده‌اند که از تکنیک تسهیم OFDM استفاده نمایند ولی با این وجود روش PBCC نیز می‌تواند به عنوان یک روش جایگزین و رقیب مطرح باشد.

    کمیته ۸۰۲٫۱۱h مسئول تهیه استانداردهای یکنواخت و یکپارچه برای توان مصرفی و نیز توان امواج ارسالی توسط فرستنده‌های مبتنی بر ۸۰۲٫۱۱ است.

    فعالیت دو کمیته ۸۰۲٫۱۱iو ۸۰۲٫۱۱x در ابتدا برروی سیستم‌های مبتنی بر ۸۰۲٫۱۱b تمرکز داشت. این دو کمیته مسئول تهیه پروتکل‌های جدید امنیت هستند. استاندارد اولیه از الگوریتمی موسوم به WEP استفاده می‌کند که در آن دو ساختار کلید رمز نگاری به طول ۴۰ و ۱۲۸ بیت وجود دارد. WEP مشخصاً یک روش رمزنگاری است که از الگوریتم RC4 برای رمزنگاری فریم‌ها استفاده می‌کند. فعالیت این کمیته در راستای بهبود مسائل امنیتی شبکه‌های محلی بی‌سیم است.

  این استاندارد لایه‌های کنترل دسترسی به رسانه (MAC) و لایه فیزیکی (PHY) در یک شبکه محلی با اتصال بی‌سیم را دربردارد. شکل ۱-۳ جایگاه استاندارد ۸۰۲٫۱۱ را در مقایسه با مدل مرجع نشان می‌دهد.

    محیط‌های بی‌سیم دارای خصوصیات و ویژگی‌های منحصر به فردی می‌باشند که در مقایسه با شبکه‌های محلی سیمی جایگاه خاصی را به این گونه شبکه‌ها می‌بخشد. به طور مشخص ویژگی‌های فیزیکی یک شبکه محلی بی‌سیم محدودیت‌های فاصله، افزایش نرخ خطا و کاهش قابلیت اطمینان رسانه، همبندی‌های پویا و متغیر، تداخل امواج، و عدم وجود یک ارتباط قابل اطمینان و پایدار در مقایسه با اتصال سیمی است. این محدودیت‌ها، استاندارد شبکه‌های محلی بی‌سیم را وا می‌دارد که فرضیات خود را بر پایه یک ارتباط محلی و با بُرد کوتاه بنا نهد. پوشش‌های جغرافیایی وسیع‌تر از طریق اتصال شبکه‌های محلی بی‌سیم کوچک برپا می‌شود که در حکم عناصر ساختمانی شبکه گسترده هستند. سیـّار بودن ایستگاه‌های کاری بی‌سیم نیز از دیگر ویژگی‌های مهم شبکه‌های محلی بی‌سیم است. در حقیقت اگر در یک شبکه محلی بی‌سیم ایستگاه‌های کاری قادر نباشند در یک محدودهعملیاتی قابل قبول و همچنین میان سایر شبکه‌های بی‌سیم تحرک داشته باشد، استفاده از شبکه‌های محلی بی‌سیم توجیه کاربردی مناسبی نخواهد داشت.

    از سوی دیگر به منظور حفظ سازگاری و توانایی تطابق و همکاری با سایر استانداردها، لایه دسترسی به رسانه (MAC) در استاندارد ۸۰۲٫۱۱ می‌بایست از دید لایه‌های بالاتر مشابه یک شبکه محلی مبتنی بر استاندارد ۸۰۲ عمل کند. بدین خاطر لایه MAC در این استاندارد مجبور است که سیـّاربودن ایستگاه‌های کاری را به گونه‌ای شفاف پوشش دهد که از دید لایه‌های بالاتر استاندارد این سیـّاربودن احساس نشود. این نکته سبب می‌شود که لایهMAC در این استاندارد وظایفی را بر عهده بگیرد که معمولاً توسط لایه‌های بالاتر شبکه انجام می‌شوند. در واقع این استاندارد لایه‌های فیزیکی و پیوند داده جدیدی به مدل مرجع OSI اضافه می‌کند و به طور مشخص لایه فیزیکی جدید از فرکانس‌های رادیویی به عنوان رسانه انتقال بهره می‌برد. شکل۱-۴، جایگاه این دو لایه در مدل مرجع OSI را در کنار سایر پروتکل‌های شبکه سازی نشان می‌دهد. همانگونه که در این شکل مشاهده می‌شود وجود این دولایه از دید لایه‌های فوقانی شفاف است.

علاوه بر استاندارد IEEE 802.11-1999 دو الحاقیه IEEE 802.11a و IEEE 802.11b تغییرات و بهبودهای قابل توجهی را به استاندارد اولیه اضافه کرده است که در ادامه این مقاله به بررسی آنها خواهیم پرداخت.

۳٫معماری شبکه‌های محلی بی‌سیم

    معماری ۸۰۲٫۱۱ از عناصر ساختمانی متعددی تشکیل شده است که در کنار هم، سـّیار بودن ایستگاه‌های کاری را پنهان از دید لایه‌های فوقانی برآورده می‌سازد. ایستگاه بی‌سیم یا به اختصار ایستگاه (STA)، بنیادی‌ترین عنصر ساختمانی در یک شبکه محلی بی‌سیم است. یک ایستگاه، دستگاهی است که بر اساس تعاریف و پروتکل‌های ۸۰۲٫۱۱ (لایه‌های MAC و PHY) عمل کرده و به رسانه بی‌سیم متصل است. توجه داشته باشید که براساس تعریف کلاسیکِ شبکه‌های کامپیوتری، یک شبکه کامپیوتری مجموعه‌ای از کامپیوترهای مستقل و متصل است که منظور از اتصال در این تعریف، توانایی جابجایی و مبادله پیام‌ها است. ایستگاه‌های کاری بی‌سیم امروزی عمدتاً به صورت مجموعه سخت‌افزاری/نرم‌افزاری کارت‌های شبکه بی‌سیم پیاده‌سازی می‌شوند. همچنین یک ایستگاه می‌تواند یک کامپیوتر قابل حمل، کامپیوتر کفدستی و یا یک نقطه دسترسی باشد. نقطه دسترسی در واقع در حکم پلی است که ارتباط ایستگاه‌های بی‌سیم را با سیستم توزیع یا شبکه سیمی برقرار می‌سازد. کوچکترین عنصر ساختمانی شبکه‌های محلی بی‌سیم در استاندارد ۸۰۲٫۱۱ مجموعه سرویس پایه یا BSS نامیده می‌شود. در واقع BSS مجموعه‌ای از ایستگاه‌های بی‌سیم است.

۳-۱- همبندی‌های ۸۰۲٫۱۱

    در یک تقسیم بندی کلی می‌توان دو همبندی را برای شبکه‌های محلی بی‌سیم در نظر گرفت. سـاده‌ترین همبندی، فی‌البداهه (Ad Hoc) و براساس فرهنگ واژگان استاندارد ۸۰۲٫۱۱، IBSS است. در این همبندی ایستگاه‌ها از طریق رسانه بی‌سیم به صورت نظیر به نظیر با یکدیگر در ارتباط هستند و برای تبادل داده (تبادل پیام) از تجهیزات یا ایستگاه واسطی استفاده نمی‌کنند. واضح است که در این همبندی به سبب محدودیت‌های فاصله هر ایستگاهی ضرورتاً نمی‌تواند با تمام ایستگاه‌های دیگر در تماس باشد. به این ترتیب شرط اتصال مستقیم در همبندی IBSS آن است که ایستگاه‌ها در محدوده عملیاتی بی‌سیم یا همان بُرد شبکه بی‌سیم قرار داشته باشند. شکل ۲-۱ همبندی IBSSرا نشان می‌دهد.

     همبندی دیگر زیرساختار است. در این همبندی عنصر خاصی موسوم به نقطه دسترسی وجود دارد. نقطه دسترسی ایستگاه‌های موجود در یک مجموعه سرویس را به سیستم توزیع متصل می‌کند. در این هم بندی تمام ایستگاه‌ها با نقطه دسترسی تماس می‌گیرند و اتصال مستقیم بین ایستگاه‌ها وجود ندارد در واقع نقطهدسترسی وظیفه دارد فریم‌ها (قاب‌های داده) را بین ایستگاه‌ها توزیع و پخش کند. شکل ۲-۲ همبندی زیرساختار را نشان می‌دهد.

     در این هم بندی سیستم توزیع، رسانه‌ای است که از طریق آن نقطه دسترسی (AP) با سایر نقاط دسترسی در تماس است و از طریق آن می‌تواند فریم‌ها را به سایر ایستگاه‌ها ارسال نماید. از سوی دیگر می‌تواند بسته‌ها را در اختیار ایستگاه‌های متصل به شبکه سیمی نیز قراردهد. در استاندارد ۸۰۲٫۱۱ توصیف ویژه‌ای برای سیستم توزیع ارائه نشده است، لذا محدودیتی برای پیاده سازی سیستم توزیع وجود ندارد، در واقع این استاندارد تنها خدماتی را معین می‌کند که سیستم توزیع می‌بایست ارائه نماید. بنابراین سیستم توزیع می‌تواند یک شبکه ۸۰۲٫۳ معمولی و یا دستگاه خاصی باشد که سرویس توزیع مورد نظر را فراهم می‌کند.

    استاندارد ۸۰۲٫۱۱ با استفاده از همبندی خاصی محدوده عملیاتی شبکه را گسترش می‌دهد. این همبندی به شکل مجموعه سرویس گسترش یافته (ESS) بر پا می‌شود. در این روش یک مجموعه گسترده و متشکل از چندین BSS یا مجموعه سرویس پایه از طریق نقاط دسترسی با یکدیگر در تماس هستند و به این ترتیب ترافیک داده بین مجموعه‌های سرویس پایه مبادله شده و انتقال پیام‌ها شکل می‌گیرد. در این همبندی ایستگاه‌ها می‌توانند در محدوده عملیاتی بزرگ‌تری گردش نمایند. ارتباط بین نقاط دسترسی از طریق سیستم توزیع فراهم می‌شود. در واقع سیستم توزیع ستون فقرات شبکه‌های محلی بی‌سیم است و می‌تواند با استفاده از فنّاوری بی‌سیم یا شبکه‌های سیمی شکل گیرد. سیستم توزیع در هر نقطه دسترسی به عنوان یک لایه عملیاتی ساده است که وظیفه آن تعیین گیرنده پیام و انتقال فریم به مقصدش می‌باشد. نکته قابل توجه در این همبندی آن است که تجهیزات شبکه خارج از حوزه ESS تمام ایستگاه‌های سیـّار داخل ESS را صرفنظر از پویایی و تحرکشان به صورت یک شبکه منفرد در سطح لایه MAC تلقی می‌کنند. به این ترتیب پروتکل‌های رایج شبکه‌های کامپیوتری کوچکترین تأثیری از سیـّار بودن ایستگاه‌ها و رسانه بی‌سیم نمی‌پذیرند. جدول ۲-۱ همبندی‌های رایج در شبکه‌های بی‌سیم مبتنی بر ۸۰۲٫۱۱ را به اختصار جمع بندی می‌کند.

۳-۲- خدمات ایستگاهی

    بر اساس این استاندارد خدمات خاصی در ایستگاه‌های کاری پیاده‌سازی می‌شوند. در حقیقت تمام ایستگاه‌های کاری موجود در یک شبکه محلی مبتنی بر ۸۰۲٫۱۱ و نیز نقاط دسترسی موظف هستند که خدمات ایستگاهی را فراهم نمایند. با توجه به اینکه امنیت فیزیکی به منظور جلوگیری از دسترسی غیر مجاز بر خلاف شبکه‌های سیمی، در شبکه‌های بی‌سیم قابل اعمال نیست استاندارد ۸۰۲٫۱۱ خدمات هویت سنجی را به منظور کنترل دسترسی به شبکه تعریف می‌نماید. سرویس هویت سنجی به ایستگاه کاری امکان می‌دهد که ایستگاه دیگری را شناسایی نماید. قبل از اثبات هویت ایستگاه کاری، آن ایستگاه مجاز نیست که از شبکه بی‌سیم برای تبادل داده استفاده نماید. در یک تقسیم بندی کلی ۸۰۲٫۱۱ دو گونه خدمت هویت سنجی را تعریف می‌کند:

– Open System Authentication
– Shared Key Authentication

    روش اول، متد پیش فرض است و یک فرآیند دو مرحله‌ای است. در ابتدا ایستگاهی که می‌خواهد توسط ایستگاه دیگر شناسایی و هویت سنجی شود یک فریم مدیریتی هویت سنجی شامل شناسه ایستگاه فرستنده، ارسال می‌کند. ایستگاه گیرنده نیز فریمی در پاسخ می‌فرستد که آیا فرستنده را می‌شناسد یا خیر. روش دوم کمی پیچیده‌تر است و فرض می‌کند که هر ایستگاه از طریق یک کانال مستقل و امن، یک کلید مشترک سّری دریافت کرده است. ایستگاه‌های کاری با استفاده از این کلید مشترک و با بهره‌گیری از پروتکلی موسوم به WEP اقدام به هویت سنجی یکدیگر می‌نمایند. یکی دیگر از خدمات ایستگاهی خاتمه ارتباط یا خاتمه هویت سنجی است. با استفاده از این خدمت، دسترسی ایستگاهی که سابقاً مجاز به استفاده از شبکه بوده است، قطع می‌گردد.

    در یک شبکه بی‌سیم، تمام ایستگاه‌های کاری و سایر تجهیزات قادر هستند ترافیک داده‌ای را “بشنوند” – در واقع ترافیک در بستر امواج مبادله می‌شود که توسط تمام ایستگاه‌های کاری قابل دریافت است. این ویژگی سطح امنیتی یک ارتباط بی‌سیم را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به همین دلیل در استاندارد ۸۰۲٫۱۱ پروتکلی موسوم به WEP تعبیه شده است که برروی تمام فریم‌های داده و برخی فریم‌های مدیریتی و هویت سنجی اعمال می‌شود. این استاندارد در پی آن است تا با استفاده از این الگوریتم سطح اختفاء وپوشش را معادل با شبکه‌های سیمی نماید.

۳-۳-خدمات توزیع

  خدمات توزیع عملکرد لازم در همبندی‌های مبتنی بر سیستم توزیع را مهیا می‌سازد. معمولاً خدمات توزیع توسط نقطه دسترسی فراهم می‌شوند. خدمات توزیع در این استاندارد عبارتند از:

– پیوستن به شبکه
– خروج از شبکه بی‌سیم
– پیوستن مجدد
– توزیع
– مجتمع سازی

 سرویس اول یک ارتباط منطقی میان ایستگاه سیّار و نقطه دسترسی فراهم می‌کند. هر ایستگاه کاری قبل از ارسال داده می‌بایست با یک نقطه دسترسی برروی سیستم میزبان مرتبط گردد. این عضویت، به سیستم توزیع امکان می‌دهد که فریم‌های ارسال شده به سمت ایستگاه سیّار را به درستی در اختیارش قرار دهد. خروج از شبکه بی‌سیم هنگامی بکار می‌رود که بخواهیم اجباراً ارتباط ایستگاه سیّار را از نقطه دسترسی قطع کنیم و یا هنگامی که ایستگاه سیّار بخواهد خاتمه نیازش به نقطه دسترسی را اعلام کند. سرویس پیوستن مجدد هنگامی مورد نیاز است که ایستگاه سیّار بخواهد با نقطه دسترسی دیگری تماس بگیرد. این سرویس مشابه “پیوستن به شبکه بی‌سیم” است با این تفاوت که در این سرویس ایستگاه سیّار نقطه دسترسی قبلی خود را به نقطه دسترسی جدیدی اعلام می‌کند که قصد دارد به آن متصل شود. پیوستن مجدد با توجه به تحرک و سیّار بودن ایستگاه کاری امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. این اطلاع، (اعلام نقطه دسترسی قبلی) به نقطه دسترسی جدید کمک می‌کند که با نقطه دسترسی قبلی تماس گرفته و فریم‌های بافر شده احتمالی را دریافت کند که به مقصد این ایستگاه سیّار فرستاده شده‌اند. با استفاده از سرویس توزیع فریم‌های لایه MAC به مقصد مورد نظرشان می‌رسند. مجتمع سازی سرویسی است که شبکه محلی بی‌سیم را به سایر شبکه‌های محلی و یا یک یا چند شبکه محلی بی‌سیم دیگر متصل می‌کند. سرویس مجتمع سازی فریم‌های ۸۰۲٫۱۱ را به فریم‌هایی ترجمه می‌کند که بتوانند در سایر شبکه‌ها (به عنوان مثال ۸۰۲٫۳) جاری شوند. این عمل ترجمه دو طرفه است بدان معنی که فریم‌های سایر شبکه‌ها نیز به فریم‌های ۸۰۲٫۱۱ ترجمه شده و از طریق امواج در اختیار ایستگاه‌های کاری سیّار قرار می‌گیرند.

۳-۴- دسترسی به رسانه

    روش دسترسی به رسانه در این استاندارد CSMA/CA است که تاحدودی به روش دسترسی CSMA/CD شباهت دارد. در این روش ایستگاه‌های کاری قبل از ارسال داده کانال رادیویی را کنترل می‌کنند و در صورتی که کانال آزاد باشد اقدام به ارسال می‌کنند. در صورتی که کانال رادیویی اشغال باشد با استفاده از الگوریتم خاصی به اندازه یک زمان تصادفی صبر کرده و مجدداً اقدام به کنترل کانال رادیویی می‌کنند. در روش CSMA/CA ایستگاه فرستنده ابتدا کانال فرکانسی را کنترل کرده و در صورتی که رسانه به مدت خاصی موسوم به DIFS آزاد باشد اقدام به ارسال می‌کند. گیرنده فیلد کنترلی فریم یا همان CRC را چک می‌کند و سپس یک فریم تصدیق می‌فرستد. دریافت تصدیق به این معنی است که تصادمی بروز نکرده است. در صورتی که فرستنده این تصدیق را دریافت نکند، مجدداً فریم را ارسال می‌کند. این عمل تا زمانی ادامه می‌یابد که فریم تصدیق ارسالی از گیرنده توسط فرستنده دریافت شود یا تکرار ارسال فریم‌ها به تعداد آستان‌های مشخصی برسد که پس از آن فرستنده فریم را دور می‌اندازد.

در شبکه‌های بی‌سیم بر خلاف اِتِرنت امکان شناسایی و آشکار سازی تصادم به دو علت وجود ندارد:

پیاده سازی مکانیزم آشکار سازی تصادم به روش ارسال رادیویی دوطرفه نیاز دارد که با استفاده از آن ایستگاه سیّار بتواند در حین ارسال، سیگنال را دریافت کند که این امر باعث افزایش قابل توجه هزینه می‌شود.
در یک شبکه بی‌سیم، بر خلاف شبکه‌های سیمی، نمی‌توان فرض کرد که تمام ایستگاه‌های سیّار امواج یکدیگر را دریافت می‌کنند. در واقع در محیط بی‌سیم حالاتی قابل تصور است که به آنها نقاط پنهان می‌گوییم. در شکل زیر ایستگاه‌های کاری “A” و “B” هر دو در محدوده تحت پوشش نقطه دسترسی هستند ولی در محدوده یکدیگر قرار ندارند.


    برای غلبه بر این مشکل، استاندارد ۸۰۲٫۱۱ از تکنیکی موسوم به اجتناب از تصادم و مکانیزم تصدیق استفاده می‌کند. همچنین با توجه به احتمال بروز روزنه‌های پنهان و نیز به منظور کاهش احتمال تصادم در این استاندارد از روشی موسوم به شنود مجازی رسانه یا VCS استفاده می‌شود. در این روش ایستگاه فرستنده ابتدا یک بسته کنترلی موسوم به تقاضای ارسال حاوی نشانی فرستنده، نشانی گیرنده، و زمان مورد نیاز برای اشغال کانال رادیویی را می‌فرستد. هنگامی که گیرنده این فریم را دریافت می‌کند، رسانه را کنترل می‌کند و در صورتی که رسانه آزاد باشد فریم کنترلی CTS را به نشانی فرستنده ارسال می‌کند. تمام ایستگاه‌هایی که فریم‌های کنترلی RTS/CTS را دریافت می‌کنند وضعیت کنترل رسانه خود موسوم به شاخصNAV را تنظیم می‌کنند. در صورتی که سایر ایستگاه‌ها بخواهند فریمی را ارسال کنند علاوه بر کنترل فیزیکی رسانه (کانال رادیویی) به پارامتر NAV خود مراجعه می‌کنند که مرتباً به صورت پویا تغییر می‌کند. به این ترتیب مشکل روزنه‌های پنهان حل شده و تصادم‌ها نیز به حداقل مقدار می‌رسند. شکل۲-۴زمان‌بندی RTS/CTS و وضعیت سایر ایستگاه‌ها را نشان می‌دهد.

۳-۵- لایه فیزیکی

    در این استاندارد لایه فیزیکی سه عملکرد مشخص را انجام می‌دهد. اول آنکه رابطی برای تبادل فریم‌های لایه MAC جهت ارسال و دریافت داده‌ها فراهم می‌کند. دوم اینکه با استفاده از روش‌های تسهیم فریم‌های داده را ارسال می‌کند و در نهایت وضعیت رسانه (کانال رادیویی) را در اختیار لایه بالاتر (MAC) قرار می‌دهد. سه تکنیک رادیویی مورد استفاده در لایه فیزیکی این استاندارد به شرح زیر می‌باشند:

 استفاده از تکنیک رادیویی DSSS
استفاده از تکنیک رادیویی FHSS
استفاده از امواج رادیویی مادون قرمز

    در این استاندار لایه فیزیکی می‌تواند از امواج مادون قرمز نیز استفاده کند. در روش ارسال با استفاده از امواج مادون قرمز، اطلاعات باینری با نرخ ۱ یا ۲ مگابیت در ثانیه و به ترتیب با استفاده از مدولاسیون ۱۶-PPM و ۴-PPMمبادله می‌شوند.

۳-۵-۱-ویژگی‌های سیگنال‌های طیف گسترده

    عبارت طیف گسترده به هر تکنیکی اطلاق می‌شود که با استفاده از آن پهنای باند سیگنال ارسالی بسیار بزرگ‌تر از پهنای باند سیگنال اطلاعات باشد. یکی از سوالات مهمی که با در نظر گرفتن این تکنیک مطرح می‌شود آن است که با توجه به نیاز روز افزون به پهنای باند و اهمیت آن به عنوان یک منبع با ارزش، چه دلیلی برای گسترش طیف سیگنال و مصرف پهنای باند بیشتر وجود دارد. پاسخ به این سوال در ویژگی‌های جالب توجه سیگنال‌های طیف گسترده نهفته است. این ویژگی‌های عبارتند از:

– پایین بودن توان چگالی طیف به طوری که سیگنال اطلاعات برای شنود غیر مجاز و نیز در مقایسه با سایر امواج به شکل اعوجاج و پارازیت به نظر می‌رسد.

 مصونیت بالا در مقابل پارازیت و تداخل
رسایی با تفکیک پذیری و دقت بالا
امکان استفاده در CDMA

    مزایای فوق کمیسیون FCC را بر آن داشت که در سال ۱۹۸۵ مجوز استفاده از این سیگنال‌ها را با محدودیت حداکثر توان یک وات در محدوده ISM صادر نماید.

۳-۵-۲-سیگنال‌های طیف گسترده با جهش فرکانسی

 

100,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

 

مطالب پیشنهادی:
  • مقاله Bluetooth
  • مقاله شبکه های بی سیم
  • مقاله شبکه های بی سیم Wi-Fi
  • مقاله امنیت شبکه های حسگر بی سیم
  • مقاله آنتن
  • برچسب ها : , , , , , , , , ,
    برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

    براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
    به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید
    

    جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

    سبد خرید

    • سبد خریدتان خالی است.

    دسته ها

    آخرین بروز رسانی

      شنبه, ۶ خرداد , ۱۳۹۶
    
    اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
    wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
    تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.