پایان نامه شبکه های بی سیم
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 است.اخيرا شبكه هاي محلي بيسيم به عنوان جايگزين و يا مكمل شبكه هاي معمولي داراي سيم مطرح شده اند. به دليل عدم نياز به سيم واتصالات براي برقراري ارتباط, اين شبكه ها آزادي تحرك بيشتري ايجاد مي كنند , ساده تر و مطمئن تر هستند و از همه مهمتر ارزانتر تمام مي شوند. شبكه محلي بي سيم حتي مي تواند جايگزين شبكه تلفن داخلي ,البته با امكانات بسيار بالاتر شود. علاوه بر اين نصب و نگهداري آنها آسان ,ساده و سريع است, تقريبا هر محل كاري كه بيش از يك نفر در آن مشغول به كار است , داراي يك شبكه محلي است.شبكه هاي محلي براي منظورهاي مختلفي بكار گرفته مي شوند, ازجمله دسترسي به اطلاعات اداري مشترك , استفاده مشترك از نرم افزارها و پرينترها و اتصال به اينترنت. اتصال به شبكه هاي محلي تاكنون از طريق سيم شبكه صورت مي گرفته است. سيمي كه بايد از محل كامپيوتر شما تا مركز اتصال كليه سيم هاي شبكه به يكديگر (hub) بر روي ديوارها , سقف ها واز داخل كانال هاامتداد مي يافته است. طبيعتا هر كامپيوتر براي اتصال به شبكه محلي بايد نزديك به يك پريز شبكه باشد.البته با پيشرفت هايي كه اخيرا در تكنولوژي ارتباطات بي سيم حاصل شده است ,ديگر احتياجي به سيم و پريز نيست.
فصل اول
بررسي اجمالي شبكه هاي بي سيم و كابلي
1- تشريح مقدماتي شبكه هاي بي سيم و كابلي
شبكه هاي محلي براي خانه و محيط كار مي توانند به دو صورت كابلي يا بي سيم طراحي گردند.در ابتدا 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 از نوعCAT 5 نبايستي از 100 متر بيشتر باشد در غير اينصورت از فيبر نوري استفاده مي شود) كه تجهيزات به كار رفته از دو نوع غير فعال (Passive) مانند كابل ، داكت ، پچ پنل و … و فعال (Active )مانند هاب ، سوئيچ ، روتر ، كارت شبكه و … هستند.
مؤسسه مهندسي IEEE استانداردهاي 3U 802. را براي Fast Ethernet و 802.3ab و 802.3z 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 متري آن (بدون مانع) قرار گيرد.شبكه هاي بي سيم يكي از سه استاندارد 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 مي باشد.
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.
2- عوامل قابل مقايسه در شبكه هاي بي سيم و كابلي
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
1-2- 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 toPeer )تجهيزات را با يكديگر ميسرمي 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 .
2-2- 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 .
3-2- قابليت اطمينان
تجهيزات كابلي بسيار قابل اعتماد مي باشند 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(مانند802.11 g ) باعث بهبود در قابليت اطمينان نيز داشته است .
4-2- كارائي
شبكه هاي كابلي داراي بالاترين كارائي هستند در ابتدا پهناي باند Mbps10 سپس به پهناي باندهاي بالاتر(Mbps 100 وMbps 1000) افزايش يافتند حتي در حال حاضر سوئيچهائي با پهناي باندGbps 1 نيز ارائه شده است .
شبكه هاي بي سيم با استاندارد802.11b حداكثر پهناي باندMbps 11 و با 802.11 a و 80211 g پهناي باند Mbps 54 را پشتيباني مي كنند حتي در تكنولوژيهاي جديد اين روند با قيمتي نسبتا بالاتر بهMbps 108 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(lient to Server ) دارند كافي نيست .
5-2- 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 نمي باشند، 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 .
انتخاب صحيح كدام است؟
با توجه به بررسي و آناليز مطالبي كه مطالعه كرديد بايستي تصميم گرفت كه در محيطي كه اشتراك اطلاعات وجود دارد و نياز به ارتباط احساس مي شو د كدام يك از شبكه هاي بي سيم و كابلي مناسبتر به نظر مي رسند .
جدول زير خلاصه اي از معيارهاي در نظر گرفته شده در اين مقاله مي باشد .
بعنوان مثال اگر هزينه براي شما مهم بوده و نياز به استفاده از حداكثر كارائي را داريد ولي پويائي براي شما مهم نمي باشد بهتر است از شبكه كابلي استفاده كنيد.
بنابراين اگر هنوز در صدد تصميم بين ايجاد يك شبكه كامپيوتري هستيد جدول زير انتخاب را براي شما ساده تر خواهد نمود.
3- جدول مقايسه اي بين شبكه هاي بي سيم و كابلي
شبكه هاي بيسيم | شبكه هاي كابلي | نوع سرويس |
آسان | نسبتا مشكل | نصب و راه اندازي |
بيشتر | كمتر | هزينه |
متوسط | بالا | قابليت اطمينان |
خوب | خيلي خوب | كارائي |
نسبتا خوب | خوب | امنيت |
پوياتر | محدود | پويايي حركت |
4- انواع شبكه هاي بي سيم
- 🙁 Wireless Local Area Networks ) WLANS
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.
- :(Wireless Personal Area Networks ) WPANS
دو تكنولوژي مورد استفاده براي اين شبكه ها عبارت از :(Infre Red)IR وBluetooth (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 .
- :(Wireless Wide Area Networks) WMANS
براي شبكه هائي با فواصل زياد همچون بين شهرها يا كشورها بكار مي روداين ارتباط ازطريق آنتن ها ي بي سيم يا ماهواره صورت مي پذيرد .
جدول و شكل زير كاربرد انواع شبكه هاي بي سيم در فواصل متفاوت را نشان مي دهد:
- Bultooth
که در فصلهای بعدی به تشریح آن خواهیم پرداخت.
فصل دوم
امنيت در شبكه هاي بي سيم
1- امنيت در شبكه هاي بي سيم
سه روش امنيتي در شبكه هاي بي سيم عبارتند از :
- WEP (Wired Equivalent privacy):
در اين روش از شنود كاربرهايي كه در شبكه مجوز ندارند جلوگيري به عمل مي آيد كه مناسب براي شبكه هاي كوچك بوده زيرا نياز به تنظيمات دستي( KEY ) مربوطه در هر Client مي باشد.
اساس رمز نگاري WEP بر مبناي الگوريتم RC4 بوسيله RSA مي باشد.
- SSID ( SERVICE SET IDENTIFIRE):
شبكه هايWLAN داراي چندين شبكه محلي مي باشند كه هركدام آنها داراي يك شناسه (Identifier) يكتا مي باشند اين شناسه ها در چندين Access Point قرار داده مي شوند .
هر كاربر براي دسترسي به شبكه مورد نظر بايستي تنظيمات شناسه SSID مربوطه را انجام دهد .
- MAC (MEDIA ACCESS CONTROL):
ليستي از MAC آدرس هاي مورد استفاده در يك شبكه به AP (Access Point) مربوطه وارد شده بنابراين تنها كامپيوترهاي داراي اين MAC آدرسها اجازه دسترسي دارند به عبارتي وقتي يك كامپيوتر درخواستي را ارسال مي كند MAC آدرس آن با ليست MAC آدرس مربوطه در AP مقايسه شده و اجازه دسترسي يا عدم دسترسي آن مورد بررسي قرار مي گيرد .
اين روش امنيتي مناسب براي شبكه هاي كوچك بوده زيرا در شبكه هاي بزرگ امكان ورود اين آدرسها به AP بسيار مشكل مي باشد.
2- انواع استاندارد 802.11
اولين بار در سال 1990 بوسيله انستيتيو IEEE معرفي گرديد كه اكنون تكنولوژيهاي متفاوتي از اين استاندارد براي شبكه هاي بي سيم ارائه گرديده است .
امروزه با بهبود عملكرد، كارايی و عوامل امنيتی، شبكههای بیسيم به شكل قابل توجهی در حال رشد و گسترش هستند و استاندارد IEEE 802.11 استاندارد بنيادی است كه شبكههای بیسيم بر مبنای آن طراحی و پياده سازی میشوند.
در ماه ژوئن سال 1997 انجمن مهندسان برق و الكترونيك (IEEE) استانداردIEEE 802.11-1997 را به عنوان اولين استانداردِ شبكههای محلی بیسيم منتشر ساخت. اين استاندارد در سال 1999 مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد. استاندارد جاری شبكههای محلی بیسيم يا همانIEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استاندارد سازی بينالمللی (ISO) و مؤسسه استانداردهای ملی آمريكا (ANSI) پذيرفته شده است. تكميل اين استاندارد در سال 1997، شكل گيری و پيدايش شبكه سازی محلی بیسيم و مبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت. استاندارد 1997، پهنای باند 2Mbps را تعريف میكند با اين ويژگی كه در شرايط نامساعد و محيطهای دارای اغتشاش (نويز) اين پهنای باند میتواند به مقدار 1Mbps كاهش يابد. روش تلفيق يا مدولاسيون در اين پهنای باند روش DSSS است. بر اساس اين استاندارد پهنای باند1 Mbps با استفاده از روش مدولاسيون FHSS نيز قابل دستيابی است و در محيطهای عاری از اغتشاش (نويز) پهنای باند 2Mbpsنيز قابل استفاده است. هر دو روش مدولاسيون در محدوده باند راديويی 2.4GHz عمل میكنند. يكی از نكات جالب توجه در خصوص اين استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز علاوه بر مدولاسيونهای راديويی DSSS و FHSS به عنوان رسانه انتقال است. ولی كاربرد اين رسانه با توجه به محدوديت حوزه عملياتی آن نسبتاً محدود و نادر است. گروه كاری 802.11 به زير گروههای متعددی تقسيم میشود. شكلهای 1-1و 1-2 گروههای كاری فعال در فرآيند استاندارد سازی را نشان میدهد. برخی از مهمترين زير گروهها به قرار زير است:
– 802.11D: 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
كميتهE 802.11 كميتهای است كه سعی دارد قابليت QoS اِتـِرنت را در محيط شبكههای بیسيم ارائه كند. توجه داشته باشيد كه فعاليتهای اين گروه تمام گونههای 802.11 شامل a، b، و g را در بر دارد. اين كميته در نظر دارد كه ارتباط كيفيت سرويس سيمی يا Ethernet QoS را به دنيای بیسيم بياورد.
كميته 802.11g كميتهای است كه با عنوان 802.11 توسعه يافته نيز شناخته میشود. اين كميته در نظر دارد نرخ ارسال دادهها در باند فركانسی ISM را افزايش دهد. باند فركانسی ISM يا باند فركانسی صنعتی، پژوهشی، و پزشكی، يك باند فركانسی بدون مجوز است. استفاده از اين باند فركانسی كه در محدوده 2400 مگاهرتز تا 2483.5 مگاهرتز قرار دارد، بر اساس مقررات FCC در كاربردهای تشعشع راديويی نيازی به مجوز ندارد. استاندارد 802.11g تا كنون نهايی نشده است و مهمترين علت آن رقابت شديد ميان تكنيكهای مدولاسيون است. اعضاء اين كميته و سازندگان تراشه توافق كردهاند كه از تكنيك تسهيم OFDM استفاده نمايند ولی با اين وجود روش PBCC نيز میتواند به عنوان يك روش جايگزين و رقيب مطرح باشد.
كميته 802.11h مسئول تهيه استانداردهای يكنواخت و يكپارچه برای توان مصرفی و نيز توان امواج ارسالی توسط فرستندههای مبتنی بر 802.11 است.
فعاليت دو كميته 802.11i و 802.11x در ابتدا برروی سيستمهای مبتنی بر 802.11b تمركز داشت. اين دو كميته مسئول تهيه پروتكلهای جديد امنيت هستند. استاندارد اوليه از الگوريتمی موسوم به WEP استفاده میكند كه در آن دو ساختار كليد رمز نگاری به طول 40 و 128 بيت وجود دارد. WEP مشخصاً يك روش رمزنگاری است كه از الگوريتم RC4 برای رمزنگاری فريمها استفاده میكند. فعاليت اين كميته در راستای بهبود مسائل امنيتی شبكههای محلی بیسيم است.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.