شبکه وایرلس چیست؟

در این مقاله قصد داریم درباره شبکه های بیسیم اطلاعات مفید و بروزی را در اختیارتان بگذاریم. با ما همراه باشید تا درباره این موارد با هم بخوانیم: شبکه وایرلس چیست و چه مزایایی دارد، چه تجهیزاتی در شبکه بیسیم لازم داریم و چه انواعی از آنها هست، انواع پیکربندی و راه اندازی شبکه های بیسیم به چه ترتیبی است. اما اگر تازه وارد مبحث شبکه شده‌اید و یا دوست دارید بیشتر با مفهوم شبکه آشنا شوید، پیشنهاد مطالعه ما را حتما بخوانید.

شبکه وایرلس چیست؟

شبکه های وایرلس Wireless، شبکه های کامپیوتری هستند که اتصال آنها بدون کابل انجام می‌شود. سیستم های بیسیم بر اساس امواج رادیویی کار می‌کنند و پیاده سازی آنها در لایه فیزیکی ساختار شبکه انجام می‌شود.

شبکه بیسیم باعث می‌شود شرکت های بزرگ، در زمینه کابل و کابل کشی، هزینه‌ای صرف نکنند که در نوع خود هزینه قابل توجهی است.

مزایا و معایب شبکه های بی سیم

1. افزایش موبایلیتی: شبکه های بیسیم دسترسی به اطلاعات را به صورت بلادرنگ فراهم می‌کنند و نیازی به ثابت بودن در مکان خاصی نیست. کار تیمی بهتر و بالاتر رفتن کارایی عملیاتی از جمله مزایای آن در مقایسه با شبکه های سنتی است.

2. نصب سریع و سادگی: کاهش کابل کشی در شبکه های وایرلس، هم ریسک خرابی فیزیکی را کم می‌کند و هم کار را ساده می‌کند. از طرفی به سرعت هم قابل پیاده سازی هستند.

3. دسترسی وسیعتر به شبکه: شبکه های وایرلس دسترسی به جاهایی را برایتان فراهم می‌کند که با شبکه های کابلی امکانش وجود ندارد.

4. انعطاف پذیری بیشتر: به هر حال در آینده نزدیک شما باید شبکه تان را تغییر داده یا آپدیت کنید. افزودن پیکربندی و آپدیت در شبکه‌های بی سیم راحت‌تر قابل انجام است.

5. کاهش هزینه: شاید در ابتدا هزینه راه اندازی و پیکربندی شبکه بی سیم زیاد باشد اما در طول زمان خواهید دید که هم طول عمر بیشتر و هزینه کمتری دارد.

6. افزایش ارتقاپذیری: پیکربندی شبکه‌های بی سیم اگر به صورت حرفه‌ای انجام شود و تمام نیازهای برنامه‌ها در نظر گرفته شود، به راحتی خواهید توانست بسته به نیاز سازمانی خود تغییرات و ارتقا ها را انجام دهید.

امنیت در شبکه های بی سیم

امنیت شبکه وایرلس، فرآیند طراحی، پیاده سازی و تامین امنیت در شبکه کامپیوتری بی سیم است. امنیت شبکه بی سیم زیرمجموعه امنیت شبکه است که امنیت را برای شبکه کامپیوتری وایرلس تامین می‌کند. آن را امنیت وایرلس هم می‌نامند.

امنیت شبکه وایرلس از دسترسی غیرمجاز و یا شرورانه جلوگیری می‌کند و اغلب از طریق تامین امنیت سوییچ و روتر فراهم می‌شود و به صورت پیش فرض رمزنگاری شده و از ارتباطات بیسیم، حفاظت می‌شود و هکرها نمی‌توانند به محتوای بسته و ترافیک دسترسی یابند. سنسورهای حفاظتی هم ادمین های شبکه را از دسترسی های غیرمجاز آگاه می‌کند.

از جمله الگوریتم های رمزنگاری و استانداردهای رایج در تامین امنیت شبکه بیسیم، Wireless Protected Access یا WPA و Wired Equivalent Policy یا WEP است.

البته اقدامات دیگری که در ادامه بیان شده در تامین امنیت شبکه وایرلس بسیار مهم و ضروری هستند:

1. تغییر دادن نام پیش فرض دستگاه یعنی نام SSID و اجتناب از استفاده از نام ساده و قابل حدس
2. تغییر دادن پسورد اولیه دستگاه و استفاده از پسوردهای پیچیده و مناسب
3. خاموش کردن دسترسی های ریموت
4. فعال کردن قابلیت رمزگذاری دیتا در دستگاه
5. لاگ اوت شدن از دستگاه پس از اعمال تنظیمات
6. آپدیت کردن دستگاه

مودها و نقش های دستگاه ها در شبکه وایرلس

دستگاه های وای فای در سه حالت و Mode استفاده می‌شوند و این مود ها هستند که مشخص می‌کنند دستگاه وای فای چه نقشی در شبکه وایرلس دارد در نتیجه انواع توپولوژی شبکه های بی سیم را مشخص می‌کنند. شبکه های وایرلس در واقع ترکیبی از دستگاه هایی هستند که در این سه مود کار می‌کنند. چگونگی پیکربندی دستگاه‌ها به نوع کانکشن هایی که می‌خواهید بین اجزای شبکه برقرار شود بستگی دارد.

همان طور که می‌دانیم روتر، دستگاهی در شبکه است که می‌تواند ارتباط بین شبکه ها را با هم فراهم کند، مشخص کند چه ترافیکی می‌تواند بین آنها رد شود. البته روتر وظایف دیگری هم دارد که در این بحث نمی‌گنجد.

مودها و نقش های وایرلس عبارتند از:

کلاینت وایرلس Wireless Client در شبکه وایرلس

دستگاه هایی مانند کامپیوترها، تبلت ها و تلفن ها، کلاینتهای رایج شبکه وایرلس هستند. وقتی به هات اسپات وایرلس یا روتر موجود در خانه یا محل کارتان وصل می‌شوید، در واقع نقش کلاینت را در شبکه بی سیم دارید. مود کلاینت به عنوان مود استیشن Station Mode هم نامیده می‌شود.

روترها می‌توانند به عنوان کلاینت هم عمل کنند. در این صورت عملکرد آنها مانند کارت وایرلس کامپیوتر می‌شود و به دیگر اکسس پونت ها وصل می‌شود. کاربرد نقش کلاینت روتر در ارتباط دو شبکه اترنت یا اتصال به اکسس پوینت های بیشتر است.

کلاینت وایرلس شبیه به فردی است که به عنوان تماشاچی در مسابقه یا سمیناری حاضر است و یکی از چندین نفری است که به صحبت های گزارشگر مسابقه یا ارایه دهنده سمینار دسترسی دارد.

اکسس پوینت Access Point در شبکه وایرلس

اکسس پوینت یا AP، دستگاه هایی هستند که اتصالات وایرلس را برای لپ تاپ و تبلت و اسمارت فون ها، هاست و کنترل می‌کنند. اگر از وای فای در خانه و محل کار استفاده می‌کنید، احتمال خیلی زیاد از اکسس پوینت استفاده می‌کنید. وقتی روتر به گونه ای تنظیم شده باشد که به عنوان اکسس پوینت عمل کند، در واقع در Master Mode یا Infrastructure Mode عمل می‌کند.

گاهی اوقات AP دستگاه مستقلی است که به عنوان پلی بین دو شبکه وایرلس و سیمی (اترنت) عمل می‌کند یعنی قسمتی از روتر است. اکسس پوینت ها بسته به قدرت دستگاه و نوع آنتن می‌توانند امواج وایرلس را در محدوده‌های مختلفی پوشش دهند. برخی AP ها هم مخصوص نصب در فضای آزاد طراحی شده‌اند.

اترنت نوعی پروتکل شبکه بندی است که انواع کابل ها و اتصالات سیمی بین کامپیوترها و سوییچ ها و روترها را به هم فراهم می‌کند. اغلب کابلکشی های اترنت Category5 /6 است.

Access Point شبیه فردی است که روی استیج و صحنه است و مخاطب او، جمعیت حاضر است و اطلاعاتی را برای آنها ارایه می‌دهد. حاضرین می‌توانند از این فرد سوال بپرسند و پاسخ دریافت کنند.

Ad Hoc Mode یا Mesh در شبکه وایرلس

برخی دستگاه ها (لپ تاپ، اسمارت فون و روترهای وایرلس)  از حالت و مود Ad Hoc پشتیبانی می‌کنند. اد هاک مود باعث می‌شود این دستگاه‌ها مستقیم و بدون نیاز به اکسس پوینت به هم وصل شوند. این وضعیت، نوع متفاوتی از شبکه را فراهم می‌کند که در آن تمام دستگاه‌ها به دیگر دستگاه‌ها، پیام، ارسال و دریافت می‌کنند و نیاز به هیچ واسطی در این بین ندارند. در شبکه Ad Hoc هر دستگاهی باید در همین نقش باشد و از پیکربندی یکسانی استفاده کند.

دستگاه‌های Ad Hoc در واقع شبکه Mesh ایجاد می‌کنند و به همین دلیل آنها را Mesh Node می‌نامند. (به هر دستگاه در شبکه Mesh، نود گفته می‌شود)

در برخی دستگاه ها مثل لپ تاپ، برخی اتصالات شبکه به صورت کامپیوتر به کامپیوتر نشان داده می‌شود. شبکه های Ad Hoc Mesh و یا اتصالت پوینت تو پوینت بین کامپیوترها وجود دارد و هدف از آن اشتراک گذاری فایل است. اصطلاح ad Hoc ممکن است به اتصالات شبکه ای غیرمتمرکز و بدون طراحی هم گفته شود.

حالت Ad Hoc شبیه به فردی در میزگرد یا گروه است و تمام افراد، سهم یکسانی در مکالمه و بالا بردن دست برای صحبت کردن دارند. اگر فردی در انتهای میز باشد و نشنود، یکی از اعضا، پیام اصلی را برای او بازگو می‌کند.

تجهیزات شبکه های بی سیم

تجهیزات زیادی برای راه اندازی شبکه های بیسیم نیاز داریم اما مهمترین آنها روتر و آنتن و اکسس پوینت است. در ادامه انواع روتر در شبکه بیسیم و انواع آنتن شبکه وایرلس را بررسی می‌کنیم.

انواع روتر در شبکه وایرلس

1. روتر چند جهته یا Omniderectional

روتر Omni یا چند جهته، سیگنال‌های وایرلس را در همه جهات، ارسال و دریافت می‌کند.

انواع روتر چند جهته یا  Omniderectional

1. روتر لپ تاپ و اسمارتفون و وای فای که قیمت کمی دارد. فواصل بین 25 تا 50 متر را می‌تواند پوشش می‌دهد.

2. روتر خانگی و دفتری Indoor که فواصل بین 50 تا 100 متر را می‌تواند پوشش می‌دهد.

2. سکتور روتر Sector Router

سیگنال‌های وایرلس را در محدوده تقریبا نیم دایره، ارسال و دریافت می‌کند. محدوده اتصالات این روتر باعث می‌شود منطقه گوه شکل (شبیه کله قند) ایجاد شود. روترهای Outdoor Sector Router، بین 5 تا 10 کیلومتر می‌توانند فواصل را پوشش دهند.

3. روتر متمرکز Focused Router

سیگنال‌های وایرلس را به صورت Narrow Beam، ارسال و دریافت می‌کند. محدوده اتصالات این روتر باعث می‌شود فقط یک خط باریک ایجاد شود. روتر های Outdoor, Long Distance Focused Router، بین 10 تا 20 کیلومتر و حتی بیشتر می‌تواند فواصل را پوشش دهد.

انواع آنتن در شبکه های بیسیم

آنتن دستگاهی است که سیگنال را به امواج رادیویی تبدیل می‌کند و معمولا به انتقال دهنده و دریافت کننده رادیویی متصل می‌شود و واسطی بین سیگنال‌های الکترونیکی در رادیو و حرکت سیگنال‌ها در هوا است.

انواع آنتن در روترهای بیسیم بسیار متنوع است. برخی روترها آنتن های تعبیه شده دارند و در برخی روترها می‌توانید آنتن مورد نظرتان را نصب کنید. انواع آنتن بسیار زیاد است اما سه نوع اصلی آن، بیش از همه کاربرد دارد و در طراحی شبکه بیسیم استفاده می‌شود. سه نوع آنتن شبکه ‌های بیسم را که رایج تر هستند را در ادامه بررسی می‌کنیم.

1. آنتن های چند جهته یا Omni Directional

آنتن های همه جانبه یا Omni Directional، رایج ترین نوع آنتن شبکه وایرلس است و با نام آنتن Omni بیشتر شناخته می‌شوند. آنتن Omni، سیگنال‌ها را در اطرافش به طور مساوی و در تمام جهات ارسال می‌کند.

مزیت استفاده از آنتن Omni این است که می‌توانید در هر جهتی اتصالات را ایجاد کنید. مثلا دیگر لازم نیست طراحی خاصی در اتصال چند ساختمان و همسایه به کار ببرید. اگر سیگنال کافی بین نودها باشد، قاعدتا اتصال برقرار می‌شود.

این که قدرت سیگنال در تمام جهات یکسان است باعث می‌شود سیگنال ضعیفی منتقل نشود اما از طرفی هم چون سیگنال در تمام جهات پخش می‌شود با افزایش فاصله خیلی سریع ضعیف می‌شود. اگر فاصله نود یا کلاینت زیاد باشد، ممکن است اتصال به خوبی برقرار نشود.

همچنین اگر نودها و کلاینت ها در یک جهت روتر، زیاد باشند، سیگنال‌هایی که در جهت مخالف می‌روند، هدر می‌شوند.

کاربرد آنتن های Omni در انترپرایزها و یا راه اندازی وای فای در دفاتر و خانه (SOHO) است. نمونه‌ای از چند آنتن Omni را در زیر می‌بینید.

2. آنتن های جهت دار یا Directional

آنتن های جهت دار، سیگنال را در یک جهت، متمرکز می‌کنند.

این تمرکز سیگنال در یک جهت باعث می‌شود قدرت سیگنال نسبت به آنتن همه جهته بیشتر شود و تداخل و نویز کمتری دارد. دو نوع آنتن جهت دار داریم:

انواع آنتن جهت دار

1. آنتن سکتور Sector Antenna

آنتن سکتور سیگنال را به صورت کله قندی ارسال می‌کند و وسعت آن بین 30 تا 120 درجه می‌تواند باشد.

آنتن سکتور معمولا بلند و مستطیلی است و ممکن است به صورت مجزا و یا یکپارچه با روتر باشد.

2. آنتن متمرکز Focused Antenna

آنتن متمرکز سیگنال را به صورت Narrow beam ارسال می‌کند و وسعت آن معمولا بین 5 تا 10 درجه است اما ممکن است گاهی کمی درجه بیشتری داشته باشد.

آنتن متمرکز اغلب، یا دیش یا کاسه توری دارند تا سیگنال را به آنها انعکاس دهد.

در تصویر زیر جند نمونه از آنتن های جهتدار را می‌بینید.

مقایسه آنتن Omni و آنتن جهتدار

مزیت استفاده از آنتن جهت دار این است که سیگنال می‌تواند در یک جهت با فاصله بیشتری ارسال شود و در جهات دیگر کمتر ارسال می‌شود و یا اصلا ارسال نمی‌شود. در مقایسه با آنتن Omni که در تمام جهات است، در آنتن جهتدار چون سیگنال در یک جهت است قدرت زیادی در آن جهت دارد و متمرکز است.

آنتن جهتدار، تداخل سیگنال دریافتی در نود را کاهش می‌دهد: چون سیگنال کمتری وارد نود می‌شود، و نود فقط از جهتی که مشخص شده سیگنال را می‌شنود. آنتن جهتدار هرگز سیگنال‌ها را از پشت و یا اطرافش نمی‌شنود در نتیجه نیاز به مدیریت سیگنال‌های کمتری دارد همچنین روی سیگنال‌هایی که از جهت مشخص شده دریافت می‌کند تمرکز بیشتری دارد. همه این موارد باعث می‌شود کیفیت اتصالات بیشتر باشد.

آنتن‌های جهتدار و دیرکشنال، برای ایجاد لینک ها در همسایگی شما نیاز به طراحی بیشتری دارد. چون شما محدوده‌ای که قرار است سیگنال‌های وایرلس برود را تعریف و محدود می‌کنید باید به اینکه این سیگنال‌ها همسایگی شما را پوشش دهند، فکر کنید و شبکه بیسیم کامپیوتری خود را طراحی کنید. مثلا فرض کنید که بخشی از ناحیه را در نظر نگرفته‌اید. در این صورت اتصال این نواحی چگونه خواهد بود؟

نودها در یک جهت، سیگنال‌های بسیار قویتری دارند. اگر از دستگاه های چند جهته و Omni و یا از دستگاه‌های پایینتری مثل لپ تاپ برای اتصال به نود استفاده می‌کنید، ممکن است به درستی متصل نشوند و در نتیجه با وجود سیگنال قوی، اتصالی برقرار نمی‌شود.

چگونگی اتصالات در طراحی شبکه بیسیم

با توجه به نقش هایی که گفتیم (کلاینت، اکسس پوینت و ad hoc)، در طراحی شبکه بیسیم، کلاینت ها همیشه باید به اکسس پوینت وصل باشند و نودهای Mesh باید به هم وصل باشند. توجه داشته باشید که بسته به چگونگی طراحی شبکه بیسیم و وای فای، می‌توان از برخی از این اتصالات جلوگیری کرد. مثلا:

1. امکان اتصال اکسس پوینت ها به هم به صورت بیسیم وجود ندارد.

2. امکان اتصال کلاینت ها به هم به صورت بیسیم وجود ندارد.

3. امکان اتصال کلاینت ها به دستگاه های اد هاک به صورت بیسیم وجود ندارد.

4. امکان اتصال اکسس پوینت ها به دستگاه های اد هاک به صورت بیسیم وجود ندارد.

5. بسیاری کلاینت ها می‌توانند به یک اکسس پوینت وصل شوند. دستگاه‌های ad hoc یا Mesh می‌توانند در آن واحد به چندین دستگاه ad hoc یا Mesh وصل شوند.

6. شما می‌توانید پیکربندی تجهیزات وایرلس را در شبکه طوری انجام دهید که هر کدام از مودها را داشته باشند: اکسس پوینت یا کلاینت یا اد هاک و مش. همه تجهیزاتِ مشابه لازم نیست نقش یکسانی داشته باشد. مثلا در تصویر زیر می‌بینید که روتر در جایی اکسس پوینت است و در جای دیگر Mesh.

اگر بخواهید ترکیب مختلفی از دستگاه‌ها را به هم وصل کنید می‌توانید آنها را با سیم به هم اتصال دهید دقیقا مثل زمانی که می‌خواهید کابل اترنت را بین دو دستگاه قرار دهید. این راهکار باعث می‌شود بتوانید دستگاه‌هایی که در حالت عادی نمی‌توانند به صورت وایرلس به هم وصل شوند، در شبکه قرار دهید. مثلا اکسس پوینت یا کلاینت را با کابل اترنت به نود مش وصل کنید.

معرفی انواع شبکه های بیسیم یا wireless

بر اساس سه نوع نقشی که دستگاه‌ها در شبکه‌های بیسیم کامپیوتری دارند، می‌توانیم انواع شبکه بیسیم را معرفی کنیم:

1. شبکه های بیسیم ad hoc

در شبکه های بیسیم ad hoc که برای اتصال دستگاه‌های بیسیم نیازی به دستگاه واسط یا همان اکسس پوینت نداریم و دستگاه‌ها به صورت نقطه به نقطه یا Point to Point به هم وصل می‌شوند. پس نیازی به خرید اکسس پوینت نداریم و صرفه‌جویی در هزینه می‌شود.

2. شبکه های بیسیم Infrastructure

شبکه های بیسیم Infrastructure که در آن کلاینت ها به اکسس پوینت وصل می‌شوند و تمام ارسال و دریافت‌ها توسط اکسس پوینت صورت می‌گیرد و این AP با کابل به اترنت وصل می‌شود. مهمترین مزیت آن مدیریت متمرکز دسترسی های کاربران و کنترل ترافیک شبکه است.

3. شبکه های بیسیم Mesh

شبکه های بیسیم Mesh که چند روتر بیسیم به هم وصل است که Fault Tolerance را افزایش می‌دهد.

مقایسه پیکربندی ad hoc و infrastructure در ادامه و آشنایی با پیکربندی و راه اندازی شبکه های بی سیم برایتان واضح خواهد شد. با ما همراه باشید.

پیکربندی و راه اندازی شبکه های بیسیم یا wireless

با توجه به سه نقشی که دستگاه‌ها در شبکه های وایرلس دارند، و در نتیجه سه نوع شبکه بیسیم کامپیوتری که وجود دارد، می‌توانیم پیکربندی‌های متفاوتی را برای شبکه وایرلس در نظر بگیریم. در ادامه پیکربندی و راه اندازی انواع شبکه بیسیم و یا به زبان دیگر انواع توپولوژی شبکه های بی سیم را بررسی می‌کنیم:

1. شبکه بی سیم خانگی یا کاری با اکسس پوینت – Access Point – Home or Office network

شبکه های بیسیمی که در خانه یا محل کاری استفاده می‌شوند معمولا ترکیبی از اکسس پوینت بیسیم و روتر هستند. در تصویر زیر، این نوع شبکه بیسیم را می‌بینید. در ادامه به تشریح آن می‌پردازیم.

مواردی که در تصویر می‌بینید به شرح زیر است:

شماره 1، اتصال به اینترنت را نشان می‌دهد که اختیاری است چون شبکه، بدون اتصال به اینترنت هم کار می‌کنند.

شماره 2، روتر را نشان می‌دهد که آدرس IP تخصیص می‌دهد و فایروال بین شبکه شما و اینترنت فراهم می‌کند.

شماره 3، اکسس پوینتی را نشان می‌دهد که پل بیسیمی بین روتر و دستگاه کاربر فراهم می‌کند.

شماره 2، دستگاه‌های کاربر را نشان می‌دهد مانند لپ تاپ، تبلت و اسمارتفون.

در بسیاری شبکه‌های خانگی و شبکه‌های کاری کوچک، روتر و اکسس پوینت را با هم در یک دستگاه ترکیب می‌کنند. این دستگاه ممکن است DSL، کابل، پورت 3G یا 4G داشته باشد تا به اینترنت وصل شود. در دفاتر و شرکت های بزرگ ممکن است چند دستگاه اکسس پوینت در چند جای مختلف وجود داشته باشد تا پوشش وایرلس بیشتر شود و با کابل های بلند اترنت هم به روتر وصل می‌شوند.

2. شبکه بی سیم با لینک Point to Point – برای فواصل زیاد

یکی از کاربردهای شبکه های وایرلس، در اتصال ساختمان‌ها و مناطقی است که از هم فاصله دارند. معمولا برای این کار به آنتن‌هایی با تمرکز بالا مثل Dish Antenna نیاز داریم تا بتواند امواج را در مسیر خاصی بفرستد.

اتصال فواصل دور را لینک Point to Point یا PtP می‌نامند (point-to-point link). دلیل این نامگذاری این است که دو نقطه به هم وصل می‌شود، همین. برای PtP نیاز به دو دستگاه بیسیم داریم یکی باید به عنوان اکسس پوینت پیکربندی شود و دیگری به عنوان کلاینت. در مثالی که در تصویر می‌بینید، دو دستگاه بیسیم برای ایجاد لینک Point to Point استفاده شده است.

a. لینک کلاینت و اکسس پوینت چند سویه (Omni directional Access Point to Client Link)

شماره 1، کامپیوترهای هستند که با کابل اترنت به دستگاه‌های وایرلس وصل شده‌اند. این کامپیوترها روی لینک پوینت تو پوینت به هم وصل شده‌اند.

شماره 2، دستگاه وایرلسی است که به عنوان اکسس پوینت تنظیم شده است.

شماره 3، دستگاه وایرلسی است که به عنوان کلاینت تنظیم شده و به اکسس پوینت وصل است.

در تصویر زیر اتصال بین دو ساختمان را با روش PtP می‌بینید:

b. لینک کلاینت و اکسس پوینت جهت دار (Long Distance directional Access Point to Client Link)

در اینجا مثال دیگری از لینک نقطه به نقطه می‌زنیم: روتزها آنتن های Dish دارند تا اتصال بهتری در فاصله زیاد برقرار کنند.

در تصویر بالا دستگاه‌ها در نقش‌های زیر تعریف شده‌اند:

شماره 1، کامپیوترهایی با کابل‌های اترنت به دستگاه‌های وایرلس وصلند. این کامپیوترها روی لینک PtP به هم وصل هستند.

شماره 2، دستگاه وایرلسی است که به عنوان اکسس پوینت تنظیم شده است.

شماره 3، آنتن‌های Dish هستند که سیگنال بیسیم را متمرکز می‌کنند تا اتصال در فواصل دور برقرار باشد.

شماره 4، دستگاه وایرلسی است که به عنوان کلاینت تنظیم شده و به اکسس پوینت وصل است.

در شبکه‌ای که در تصویر زیر می‌بینید، AP که روی برج قرار گرفته، می‌تواند به دستگاه‌های کلاینت که در خانه و در فواصل دور قرار دارند، وصل شود. توجه دارید که چون دیش ها روبروی هم قرار دارند این ارتباط برقرار می‌شود.

در هر دوی این مثال‌ها فقط دو دستگاه وایرلس وجود دارد که به هم متصل هستند و آنتن‌ها منطقه‌ای که می‌تواند وصل شود را مشخص می‌کنند. هر چه سیگنال متمرکزتر باشد، لینک نقطه به نقطه در فاصله دورتری می‌تواند دریافت شود. هر چه فاصله بین دستگاه‌ها بیشتر شود، متمرکز کردن سیگنال توسط آنتن، بیشتر و بیشتر اهمیت پیدا می‌کند. این نکته باید در هر دو سمت اتصال رعایت شود چون ممکن است یک سمت بتواند دیگری را بشنود ولی سمت دیگر نتواند.

3. لینک یک نقطه به چند نقطه – مدل ISP وایرلس (Point to MultiPoint – Wireless ISP Model)

اگر دو اصل مهمی که در شبکه‌های بالا به آن پرداختیم را با هم ترکیب کنیم، بسیاری از دستگاه‌های کلاینت می‌توانند به یک اکسس پوینت وصل شوند و آنتن‌های قوی‌تر برای دستگاه‌های Outdoor یا بیرونی استفاده شود تا لینک‌های دورتری ایجاد شود. با این شرایط شبکه‌های یک نقطه به چند نقطه ایجاد می‌شود.

شبکه‌های اکسس پوینتی در مقیاس بزرگ وجود دارد که تنها یک دستگاه در مرکز قرار دارد تا تمام کلاینت‌های متصل به آن را کنترل کند و این کلاینت‌ها را به اینترنت وصل کند.

این نوع شبکه‌ها را WISP ها یا Wireless Internet Service Provider ها استفاده می‌کنند تا خانه‌ها و کسب‌وکارها را به اینترنت وصل کنند. این راهکار باعث می‌شود که دیگر لازم نباشد کابل‌کشی را در سطح شهر و محله‌ها انجام دهند به جای آن یک یا چند اکسس پوینت قوی روی یک ساختمان بلند یا برج قرار می‌دهند. با نصب دستگاه‌های وایرلس جهت دار در نقش کلاینت روی پشت بام‌های دیگر و در جهت ساختمان بلند و برج، امکان اتصال آن ساختمان‌ها به شبکه‌های WISP فراهم می‌شود و در نتیجه اتصال به اینترنت ممکن می‌شود.

در تصویر زیر یکی از این مدل‌ها را می‌بینید: اکسس پوینت قوی که روی ساختمان بلند نصب است و تعدادی ساختمان در نزدیکی آن که روی پشت بام آنها دستگاه‌های کلاینت وایرلس قرار داده شده است. این مدل را شبکه Point to Multipoint می‌نامند.

هر یک از دستگاه‌های کلاینت، به روتر یا اکسس پوینت Indoor وصل است و کاربران از این طریق می‌توانند کامپیوترها و لپ تاپ ها و تبلت ها و اسمارت فون‌هایشان را به شبکه WISP وصل کنند.

در تصویر بالا دستگاه‌ها در نقش‌های زیر تعریف شده‌اند:

شماره 1، اتصال به اینترنت را نشان می‌دهد.

شماره 2، دستگاه اکسس پوینتی است که سیگنال را برای دستگاه‌های کلاینت فراهم می‌کند تا اتصال برقرار کنند.

شماره 3، آنتن‌های قوی چند جهته (آنتن‌هایی که از تمام جهات سیگنال می‌دهند)، سیگنال‌های وایرلس را به محدوده بزرگی در اطراف ساختمان‌ها ارسال می‌کند.

شماره 4، دستگاه کلاینت وایرلس که روی دیگر ساختمان‌ها قرار دارد به اکسس پوینت قوی وصل هستند که امکان اتصال به اینترنت را از طریق اکسس پوینت فراهم می‌کند.

شماره 5، اکسس پوینت‌های کوچکی که سرویس وایرلس را داخل ساختمان توزیع می‌کنند.

4. شبکه‌های Mesh – Neighbor to neighbor

شبکه Mesh اصول شبکه Point to Multipoint را دارد و این اصل را برای تمام نودهای متصل به تمام دیگر نودها را پیاده می‌کند. در حقیقت شبکه Multipoint to Multipoint را ایجاد می‌کند. این یعنی تمام دستگاه‌ها در حالت ad hoc هستند چون تمام دستگاه‌های وایرلسی که در حالت AP و یا کلاینت هستند، نمی‌توانند همانند هم عمل کنند.

در تصویر زیر مدل شبکه Multipoint to Multipoint را می‌بینید. نودهای وایرلس Mesh روی پشت بام‌های چند ساختمان نصب می‌شوند و نودهایی که در محدوده هستند و سیگنال‌ها را بلاک نمی‌کنند، به آنها وصل می‌شوند. این نودها تمام منابعی که به نودها وصل هستند را به اشتراک می‌گذارند مانند برنامه‌های Local Hosting Server و اتصالات به اینترنت. همچنین به کامپیوترها و اکسس پوینت ها و یا روترهای درون ساختمان وصلند تا کاربران بتوانند به تمام منابع شبکه وصل شوند.

در تصویر بالا دستگاه‌ها در نقش‌های زیر تعریف شده‌اند:

شماره 1، اتصال به اینترنت را نشان می‌دهد.

شماره 2، نودی از Mesh را نشان می‌دهد که با آنتن چند جهته Omnidirectional به اینترنت وصل است.

شماره 3، آنتن‌های قوی چند جهته را نشان می‌دهد. این نودها از طریق Mesh Node B به اینترنت وصلند. همچنین ممکن است به دستگاه‌های مختلفی در درون ساختمان وصل باشند.

شماره 4، اکسس پوینت‌های کوچکی که سرویس وایرلس را داخل ساختمان توزیع می‌کنند.

5. شبکه های ترکیبی یا هیبریدی Hybrid Networks

هنگام طراحی و ساخت شبکه‌های شهری و محله‌ای، اتصال همه آنها به هم از طریق فقط یک روش و راهکار، بسیار سخت و یا غیرممکن است. مثلا شبکه Point to Multipoint ممکن است کل محله را پوشش ندهد. نودهای Mesh برای توسعه سایت های کلاینت برای ساختمان های نزدیک است. اتصالات Point to Point برای فواصل زیاد را پوشش می‌دهند و چندین شبکه غیر متصل به هم را به هم وصل می‌کند.

در تصویر زیر، مثالی از شبکه ترکیبی یا هیبریدی می‌بینید. مسلم است که یک یا چند مثال نخواهد توانست تمام کاربردهای این شبکه را نشان دهد.

به خاطر داشته باشید که روترهایی که در پشت بام وجود دارند، برای کاربران داخل ساختمان اتصالی به وجود نمی‌آورند بلکه بهترین راه برای اتصال به پورت اترنتِ موجود در روتر روی پشت بام، اتصال به اکسس پوینت است. این اکسس پوینت Indoor است و می‌تواند از شبکه موجود در پشت بام به عنوان منبعی برای اتصال به اینترنت استفاده کند و یا به برنامه‌ها و سرورهای شبکه دسترسی یابد. جزییات طراحی این شبکه بیسیم را در ادامه می‌خوانیم.

در تصویر بالا دستگاه‌ها در نقش‌های زیر تعریف شده‌اند:

شماره 1، دستگاه‌های وایرلس Rooftop را نشان می‌دهد که می‌تواند یک Mesh Node باشد و یا Client Router.

شماره 2، کابل اترنت را نشان می‌دهد که از آداپتور Power Over Ethernet یا PoE به پشت بام می‌رود. PoE سیستم‌هایی هستند که برق را در کنار دیتا روی کابل اترنت منتقل می‌کنند. برای آشنایی با تکنولوژی PoE و سوئیچ های PoE مقاله “سوئیچ شبکه POE چیست؟” را بخوانید.

شماره 3، آداپتور PoE را نشان می‌دهد که راهی رایج برای انتقال برق به دستگاه‌های وایرلس Outdoor است.

شماره 4، اکسس پوینتی است که از طریق روتر روف تاپ، به شبکه محله وصل است.