دانلود تحقیق شبکه های بی سیم

شبکه های محلی (LAN ) می توانند به دو صورت کابلی (Wired ) یا بی سیم (Wireless ) طراحی گردند .

درابتدا 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 تکنولوژیWi-Fi مواجه هستیم.

در شبکه های کابلی بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده به صورت مستقل کابل کشی صورت پذیرد.

شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point ) می باشد که هر ایستگاه کاری می تواند حداکثر تا فاصله 30 متر ی آن قرار گیرد.

شبکه های بی سیم (WLAN ) می تواند یکی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi را بکار می برند.


1.

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.

وقتی از شبکه اطلاع‌رسانی سخن به میان می‌آید، اغلب کابل شبکه به عنوان وسیله انتقال داده در نظر گرفته می‌شود.

در حالیکه چندین سال است که استفاده از شبکه سازی بی‌سیم در دنیا آغازگردیده است.

تا همین اواخر یک LAN بی‌سیم با سرعت انتقال پایین و خدمات غیرقابل اعتماد مترادف بود، اما هم اکنون تکنولوژی‌های LAN بی‌سیم خدمات قابل قبولی را با سرعتی که حداقل برای کاربران معمولی شبکه کابلی پذیرفته شده می باشد، فراهم می کنند.
WLANها (یا LANهای بی‌سیم) از امواج الکترومغناطیسی (رادیویی یا مادون قرمز) برای انتقال اطلاعات از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می‌کنند.

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 باشد شبکه های بی سیم جواب مناسبی برای آنها ست.

هر شبکه کامپیوتری باید با توجه به شرایط و سیاست های هر سازمان ، طراحی وپیاده سازی گردد .

در واقع شبکه های کامپیوتری زیر ساخت های لازم را برای به اشتراک گذاشتن منابع در سازمان فراهم می آورند؛در صورتیکه این زیر ساختها به درستی طراحی نشوند، در زمان استفاده از شبکه مشکلات متفاوتی پیش آمده و باید هزینه های زیادی به منظور نگهداری شبکه وتطبیق آن با خواسته های مورد نظر صرف شود.
در زمان طراحی یک شبکه سوالات متعددی مطرح می شود:
-برای طراحی یک شبکه باید از کجا شروع کرد؟
-چه پارامترهایی را باید در نظر گرفت ؟
-هدف از برپاسازی شبکه چیست ؟
- انتظار کاربران از شبکه چیست ؟
- آیا شبکه موجود ارتقاء می باید ویا یک شبکه از ابتدا طراحی می شود؟
-چه سرویس ها و خدماتی برروی شبکه ارائه خواهد شد؟

2.

دو نوع اصلی شبکه خانگی
راه اندازی شبکه خانگی به دو صورت کابلی و بی سیم میسر است که هریک از اینها مزایا و معایب خود را داراست.

این که شبکه کابلی مناسب کار شماست یا شبکه بی سیم بستگی به شرایط شما دارد.

همچنین می توانید ترکیبی از این دو نوع را داشته باشید.
1-2.

شبکه های کابلی
در شبکه های کابلی تمامی کامپیوتر ها از طریق کابل به شبکه متصل می شوند.این کابل ها از نظر ظاهری کمی ضخیم تر از کابل تلفن هستند.

تا همین چند مدت پیش شبکه های کابلی تنها گزینه موجود بودند.

شبکه کابلی دارای امتیازات و معایبی است که عبارتند از:


 مزایا:
 تجهیزات آن ارزان است.

 اکثر کامپیوترهایی که در چند سال اخیر ساخته شده اند،دارای آداپتور شبکه کابلی هستند.

 سرعت انتقال داده ها در شبکه کابلی تا حدودی سریع تر از شبکه بی سیم است.

 عموما امنیت در شبکه های کابلی بیشتر است زیرا دسترسی فیزیکی به این شبکه ها سخت تر است.

 معایب:

 کابل کشی بین تمامی اتاق ها مشکل است.

 کابل های شبکه باعث به هم ریختگی نظم اتاق ها می شوند.

 کابل های شبکه ممکن است شل شده و باعث قطعی اتصال شوند.

 در صورتی که ظرفیت شبکه اندک باشد، افزودن کامپیوتر های بیشتر، باعث افزایش غیر منتظره هزینه ها خواهد شد.

1-1-2.

انواع شبکه های کابلی
شبکه های کابلی از نظر وسعت به چند دسته تقسیم می شوند:

 شبکه های محلی LAN: در این ساختار اجزا موجود در شبکه مربوط به یک یا چند ساختمان محدود می باشد.

بیشتر در ارتباطات درون سازمانی از آن استفاده می شود.

 شبکه های شهری MAN: در این ساختار سازمان ها(ساختمان ها)یک شهر به هم متصل می شوند.
شبکه های شهری MAN: در این ساختار سازمان ها(ساختمان ها)یک شهر به هم متصل می شوند.

شبکه گسترده جهانی WAN: گستره این شبکه از مرز شهر، کشور، قاره تجاوز نموده ودر کل جهان می باشد.

مشهورترین شبکه، شبکه جهانی اینترنت می باشد.

2-2.

شبکه های بی سیم در شبکه های بی سیم برای مخابره داده ها بین تجهیزات شبکه به جای کابل از سیگنال رادیویی استفاده می شود.

تکنولوژی شبکه های بی سیم، با استفاده از انتقال داده ها توسط امواج رادیویی، در ساده ترین صورت به تجهیزات سخت افزاری امکان می دهد تا بدون استفاده از بستر های فیزیکی همچون سیم وکابل، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

شبکه های بی سیم نسبت به شبکه های کابلی از مزایا و معایبی برخوردار است: مزایا: راه اندازی شبکه بی سیم، آسان تر از راه اندازی شبکه کابلی است زیرا در این شبکه به کابل کشی نیازی نیست.

استفاده کننده شبکه بی سیم می تواند کامپیوتر خود را بدون قطع کابل به هر نقطه از سازمان منتقل کند.

افزودن کامپیوتر های اضافی به این نوع شبکه آسان است.

در شبکه بی سیم می توانید تجهیزات را در محدوده دامنه برد امواج، بدون هیچ زحمت و دردسری جابه جا کنید.

شبکه های بی سیم سریعا در حال تبدیل شدن به متداول ترین نوع شبکه خانگی هستند، بنابراین شبکه بی سیمی که امروز راه اندازی می کنید از عمر مفید بیشتری نسبت به شبکه های کابلی برخوردار خواهد بود.

معایب: تجهیزات مورد نیاز آن گران تر از تجهیزات مورد نیاز شبکه های کابلی است.

سرعت انتقال داده ها در شبکه بی سیم کندتر از شبکه کابلی است.

حفظ امنیت در شبکه بی سیم نسبت به شبکه کابلی مشکل تر است.

در شبکه بی سیم ممکن است دستگاه های اطراف همچون مایکروویو و تلفن بی سیم تداخل ایجاد کنند.

موانع ساختمانی باعث کاهش دامنه برد امواج در شبکه بی سیم می شوند.

1-2-2.

انواع شبکه های بی سیم از نظر ابعاد ساختاری، شبکه های بی سیم به سه دسته تقسیم می گردند: شبکه های WWAN (Wireless WAN): شبکه هایی با پوشش بی سیم بالاست.نمونه هایی از این شبکه ها، ساختار بی سیم سلولی مورد استفاده در شبکه های تلفن همراه است.

شبکه های WMAN(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.

شبکه های WLAN (Wireless LAN): این نوع شبکه برای کاربران محلی از جمله محیط های(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.

شبکه های WPAN(Wireless personal area network): این شبکه برای موارد خانگی است.

ارتباطاتی چون Bluetooth ومادون قرمز در این دسته قرار می گیرند.

سخت افزار شبکه بی سیم WLAN راه اندازی شبکه بی سیم آسان تر از شبکه کابلی است.

هم چنین نقشه کشی آن نیز آسان تر است زیرا در شبکه بی سیم می توانند بدون اینکه نگران کسری پورت باشید، کامپیوتر یا دیگر دستگاهها را به شبکه ها بیفزایید.

انتخاب روتر بی سیم : روتر بی سیم به اتصال اینترنتی متصل شده و آن را در اختیار کامپیوتر ها و دیگر دستگاه های شبکه قرار می دهد.

در این زمینه محصولات خوبی در بازار موجود است.

2-3.

انتخاب آداپتور شبکه بی سیم: هر کاربر می تواند از طریق یک کارت شبکه بی سیم (wireless adapter) به سیستم WLAN متصل شود.

در کل این نوع آداپتور ها را نمی توانید به صورت توکار در کامپیوتر های دسک تاپ بیابید ولی ممکن است در Notebook های جدید وجود داشته باشد.

کارت WLAN به عنوان واسطی بین سیستم عامل شبکه کاربر و امواج دریافتی از آنتن عمل می کند.

سیستم عامل شبکه عملا درگیر چگونگی ارتباط ایجاد شده نخواهد بود.

3-3.

نقاط تماسAccess point(AP) : وظیفه یک AP دریافت اطلاعات از سرویس گیرنده ها (Clients)از طریق هوا وارسال آن اطلاعات از طریق یک پورت به سیستم می باشد.

AP به عنوان یک پل ارتباطی بین شبکهWLANوشبکهLANعمل می کند.

ناحیه ای که توسط یک AP تحت پوشش قرار می گیرد سلول(Cell)نامیده می شود.هر ایستگاه در داخل Cell می تواند به AP دسترسی پیدا کند.وظیفه یک AP ایجاد هماهنگی بین سرویس گیرندگان شبکه WLAN و یک شبکه LAN می باشد در صورتیکه خانه بزرگی داشته باشید خواهید دید که در همه جای خانه و حیاط نمی -توانید سیگنال بی سیم با کیفیت داشته باشید.به منظور گسترش بخش بی سیم و تحت پوشش قراردادن سرویس گیرندگان بیشتر، می توان از AP های متعدد در مناطق مختلف استفاده کرد، ویا اینکه یک Extension point را به کار گرفت.

Extension point یک تقویت کننده سیگنال های بی سیم است که به عنوان ایستگاهی بین سرویس گیرندگان بی سیم و AP عمل می کند.اگر شبکه از چند Access Point استفاده کند، AP ها با یک ستون فقرات به نام (Distribution System) DS به هم اتصال می یابندDS.

معمولا یک شبکه کابلی است اما می توان آن را بی سیم هم در نظر گرفت.

نقطه تماس شبیه روتر است با این تفاوت که در نقطه تماس گزینه های پیشرفته دیوار آتش وجود ندارد.

چنانچه روتری دارید که دیوار آتش را ارایه می دهد، نیازی نیست به دنبال دیوار آتش در نقطه تماس باشید.

توپولوژی های شبکه WLAN WLAN ها از دو توپولوژی حمایت می کنند: AD HOC Topology Infrastructure Topology AD HOC topology در توپولوژی Ad hoc کامپیوترها به شبکه بی سیم مجهز هستند و مستقیما با یکدیگر به شکل peer-to-peer ارتباط برقرار می نمانید.

کامپیوترها برای ارتباط باید در محدوده یکدیگر قرار داشته باشند.

این نوع شبکه برای پشتیبانی از تعداد محدودی از کامپیوترها، مثلا در محدوده خانه یا دفاتر کوچک طراحی می شود.امروزه نوعی از توپولوژی ad hoc به نام Ad hoc peer-to-peer networking مطرح است.

این نوع شبکه که به شبکه Mesh نیز معروف است، شبکه ای پویا از دستگاههای بی سیم است که به هیچ نوع زیرساخت موجود یا کنترل مرکزی وابسته نیست.

در این شرایط، دستگاه های شبکه نیز به مانند گره هایی عمل می کنند که کاربران از طریق آنها می توانند داده ها را انتقال دهند، به این معنی که دستگاه هر کاربر بعنوان مسیریاب و تکرارکننده(Repeater)عمل می کند.

این شبکه نوع تکامل یافته شبکه point-to-multipoint است که در آن همه کاربران می بایست برای استفاده از شبکه دسترسی مستقیم به نقطه دستیابی مرکزی داشته باشند.

در معماری Mesh کاربران می توانند به وسیله Multi-Hopping، از طریق گره های دیگر به نقطه مرکزی وصل شوند، بدون اینکه به ایجاد هیچگونه پیوند مستقیم RF نیاز باشد.

بعلاوه در شبکه Mesh در صورتیکه کاربران بتوانند یک پیوند فرکانس رادیویی برقرار کنند، نیازی به نقطه دسترسی(Access Point) نیست وکاربران می توانندبدون وجود یک نقطه کنترل مرکزی با یکدیگر فایلها، نامه های الکترونیکی و صوت وتصویر را به اشتراک بگذارند.

این ارتباط دو نفره، به آسانی برای در بر گرفتن کاربران بیشتر قابل گسترش است.

در شبکه های Ad hoc، یک سخت افزار، به محض ورود به فضای تحت پوشش آن، به صورت پویا به شبکه اضافه می شود.

مثالی از این نوع شبکه ها،Bluetooth است.

در این نوع ، تجهیزات مختلفی از جمله صفحه کلید، ماوس، چاپگر، کامپیوتر کیفی یا جیبی و حتی گوشی تلفن همراه، در صورت قرار گرفتن در محیط تحت پوشش، وارد شبکه شده وامکان ردوبدل داده ها با دیگر تجهیزات متصل به شبکه را می یابند.

ساختار مجازی شبکه های محلی بی سیم بر پایه ی طراحی ایستاست در حالی که شبکه های Ad hoc از هر نظر پویا هستند.

طبیعی است که در کنار مزایایی که این پویایی برای استفاده کنندگان فراهم می کند، حفظ امنیت چنین شبکه هایی نیز با مشکلات بسیاری همراه است.

با این وجود، عملا یکی از راه حل های موجود برای افزایش امنیت در این شبکه ها، خصوصا در انواعی همچون Bluetooth، کاستن از شعاع پوشش سیگنال های شبکه است .

2-4.

Infrastructure Topology توپولوژی Infrastructure اصولا برای گسترش و افزایش انعطاف پذیری شبکه های کابلی معمولی به کار می رود.

بدین شکل که اتصال کامپیترهای مجهز به تکنولوژی بی سیم را با استفاده از Access Point به آن امکان می سازد.

در برخی موارد، یک AP کامپیوتری است که کارت شبکه بی سیم را کنار کارت شبکه معمولی-که آن را به یک LAN کابلی متصل می کند- دارا می باشد.

کامپیوترهای بی سیم با استفاده از AP به عنوان واسطه با شبکه کابلی ارتباط برقرار می کنند.

AP اساسابه عنوان یک عمل می کند، زیرا سیگنال های شبکه بی سیم را به سیگنال های شبکه کابلی تبدیل می کند.

مانند تمام تکنولوژی های ارتباطی بی سیم، شرایط مسافتی و محیطی می توانند بروی عملکرد در ایستگاه های سیار بسیار تاثیر گذار باشند.

یک AP می تواند 10 تا 20کامپیوتر را پشتیبانی کند،بسته به اینکه میزان استفاده آنها از LAN چقدر است.

این پشتیبانی تا زمانی ادامه دارد که آن کامپیوترها در شعاع تقریبی100 تا 200 فوت نسبت به AP قرار داشته باشند.

موانع فیزیکی مداخله کننده، این عملکرد را به طرز چشمگیری کاهش می دهند.

امنیت شبکه بی سیم خطر معمول در کلیه شبکه های بی سیم مستقل از پروتکل و تکنولوژی مورد نظر، بر مزیت اصلی این تکنولوژی که همان پویایی ساختار، مبتنی بر استفاده از سیگنال های رادیویی به جای سیم وکابل، استوار است.

با استفاده از این سیگنال ها ودر واقع بدون مرز ساختن ساختار شبکه، نفوذگران قادرند در صورت شکستن موانع امنیتی نه چندان قدرتمند این شبکه ها، خود را به عنوان عضوی از این شبکه ها جازده و در صورت تحقق این امر، امکان دستیابی به اطلاعات حیاتی، حمله به سرویس دهندگان سازمان و مجموعه،تخریب اطلاعات، ایجاد اختلال در ارتباطات گره های شبکه با یکدیگر، تولید داده های غیر واقعی و گمراه کننده، سوء استفاده از پهنای باند موثر شبکه و دیگر فعالیت های مخرب وجود دارد.

در مجموع،در تمامی دسته های شبکه های بی سیم از دید امنیتی حقایقی مشترک صادق است: تمامی ضعف های امنیتی موجود در شبکه های سیمی در مورد شبکه های بی سیم نیز صدق می کند.

در واقع نه تنها هیچ جنبه ای چه از لحاظ طراحی و چه از لحاظ ساختاری، خاص شبکه های بی سیم وجود ندارد که سطح بالاتری از امنیت منطقی را ایجاد کند، بلکه از همان گونه که ذکر شدخطرات ویژه ای را نیز موجب است.

نفوذگران، با گذر از تدابیر امنیتی موجود، می توانند به راحتی به منابع اطلاعاتی موجود بروی سیستمهای رایانه ای دست یابند.

اطلاعات حیاتی که یا رمز نشده اند و یا با روشی با امنیت پایین رمز شده اند، و میان دو گره در شبکه های بی سیم در حال انتقال می باشند، می توانند توسط نفوذگران سرقت شده یا تغییر یابند.

حمله های DOS به تجهیزات و سیستم های بی سیم بسیار متداول است.

نفوذگران با سرقت کدهای عبور و دیگر عناصر امنیتی مشابه کاربران مجاز در شبکه های بی سیم، می توانند به شبکه مورد نظر بدون هیچ مانعی متصل گردند.

با سرقت عناصر امنیتی یک نفوذگر می تواند رفتار یک کاربر را پایش کند.

از این طریق می توان به اطلاعات حساس دیگری نیز دست یافت.

کامپیوترهای قابل حمل و جیبی، که امکان واجازه استفاده از شبکه های بی سیم را دارند، به راحتی قابل سرقت هستند.

با سرقت چنین سخت افزارهایی، می توان اولین قدم برای نفوذ به شبکه را برداشت.

یک نفوذگر می تواند از نقاط مشترک میان یک شبکه بی سیم در یک سازمان و شبکه های سیمی آن (که در اغلب موارد شبکه اصلی و حساس تری محسوب می گردد) استفاده کند و با نفوذ به شبکه بی سیم عملا راهی برای دست یابی به منابع شبکه سیمی نیز بیابد.

در سطحی دیگر با نفوذ به عناصر کنترل کننده یک شبکه بی سیم، امکان ایجاد اختلال در عملکرد شبکه نیز وجود دارد.

روش های امنیتی شبکه های بی سیم: دیوار آتش در اکثر موارد کمک بسیار زیادی در جهت حفظ امنیت شبکه شما می کند.

با این وجود اگر از شبکه بی سیم استفاده می کنید، لازم است برای حفظ امنیت آن چند اقدام دیگر نیز انجام دهید.

به این منظور سه روش امنیتی در شبکه های بی سیم را ذکر می کنیم: 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 هرClient می باشد.

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

SSID (Service Set Identifier) شبکه های WLAN دارای چندین شبکه محلی می باشند که هر کدام 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.

نتیجه گیری و پیشنهادات استفاده از هر نوع شبکه دارای مزایا و معایبی است.

اما با توجه به پیشرفت علم و توسعه گسترده شبکه های کامپیوتری و گسترش رو به افزایش ارتباطات کامپیوتری، این فرضیه که بتوان به صورت آسان تر با شبکه های محلی و جهانی تماس برقرار کرد، باعث می شود تا روند استفاده از شبکه های بی سیم رو به افزایش گذارد.

استفاده از این شبکه ها باعث سهولت در امر جابه جایی و استفاده مداوم از شبکه در هر مکانی می شود.

با توجه به این امر که این شبکه دارای مزیت جابه جایی آسان می باشد باید سعی روزافرون کرد که این نوع شبکه را در تمامی نقاط کشور عزیزمان گسترش دهیم، تا افرادی که امکان ارتباط با شبکه های سیمی را ندارند، بتوانند از این طریق با شبکه ها ارتباط برقرار کنند.

منابع: کتب: اصول طراحی شبکه های کامپیوتری- احسان ملکیان-پاییز 85 خود آموز تصویری شبکه سازی خانگی-موسسه فرهنگی هنری دیباگران تهران اینترنت: معاونت توسعه و فناوری رسانه www.irib.ir/teach شبکه های کامپیوتری www.p3world.com ostadonlin www.ostadonline SGNEC Network Article www.sgnec.net برنامه نویس www.barnamenevis.org