5 / 5. 2

فهرست مطالب

فهرست مطالب

شبکه بیسیم محلی (WLAN)

شبکه بیسیم محلی ، یک شبکه کامپیوتری بسیم می باشد که با استفاده از ارتباطات بیسیم یک یا چند دستگاه را بهم متصل و یک شبکه محلی یا LAN تشکیل می دهد.

اولین شبکه ی محلی بیسیم تجاری توسط شرکت موتورولا پیاده سازی شد. این شبکه هزینه ای بالا و پهنای باند پایینی را ارائه نمود که اصلا مقرون به صرفه نبود. 

از همان زمان به بعد در اوایل دهه ی 90 میلادی، پروژه استاندارد 802.11 در IEEE آغاز شد و سپس در سال های بعد با گسترش استاندارد 802.11 ، استفاده از شبکه های WLAN نیز گسترش یافت.

بطورکلی برای ارسال اطلاعات در شبکه های WLAN، از دو تکنولوژی اشعه ی مادون قرمز (IR) و یا لینک های رادیویی (RF) استفاده می شود. اما RF متداول ترین فناوری در شبکه های WLAN می باشد.

در RF، اطلاعات در فرکانس های مختلفی (با استفاده از تکنیک های مدولاسیون) ارسال می شوند که این ایجاد نویز در سیگنال را در این فناوری به حداقل می رساند. 

شبکه های بیسیم محلی اغلب در نواحی محدودتری مثل دانشگاه، مدرسه، کارگاه های کامپیوتری و … استفاده می شوند.

این شبکه های به کاربران این توانایی را می دهد که بتوانند در محدوده مشخص شده حرکت کنند و همچنان به شبکه متصل بمانند.

شبکه بیسیم محلی
شکل1- شبکه بیسیم محلی

WLAN ها امکان دسترسی به اطلاعات مشترک را برای کاربران فراهم می نماید بدون آنکه لازم باشد جایی را برای اتصال پیدا کنند.

البته ناگفته نماند که با استفاده از Gateway بتوان کاری کرد که کاربرانش به حتی به اینترنت هم دسترسی داشته باشند. 

امروزه شبکه های WLAN محبوبیت زیادی بعنوان یک جایگزین همه منظوره در ارتباط پذیری برای گستره ی وسیعی از مشتریان و تجار پیدا کرده است.

شبکه بیسیم محلی - دسترسی به اینترنت
شکل 2- استفاده از Gateway برای اتصال به اینترنت

1- کاربردهای شبکه بیسیم محلی در زندگی بشر

  • سازمان هایی که به دلایلی تمایلی به داشتن شبکه ی سیمی ندارند مانند سایت های موقتی یا داشتن فضای استیجاری
  • کاربرانی که بطور مداوم در حال جابه جایی و حرکت می باشند مانند کادر درمانی و پزشکان
  • ایجاد شبکه در مکان هایی که به دلیل مسائل محیطی امکان عبور سیم در آن ها وجود ندارد مانند اماکن تاریخی و باستانی
  • کنترل و خدمات انبارداری و بازرسی کالا در انبارها و کارخانه ها
  • بنادر، ایستگاه های راه آهن و فرودگاه ها جهت نظارت کامپیوتری تردد بار و مسافر
  • جهت ارتباط با نقاط حساس و بیماران در حال حرکت در شبکه های کامپیوتری بیمارستان ها
  • ایستگاه های موقت برای خرید و فروش، پیش بینی وضعیت آب و هوا و آلودگی، کنترل و نظارت گمرکی و پلیسی مانند پلیس راهنمائی و رانندگی و غیره

2- عناصر و تجهیزات مورد نیاز در شبکه بیسیم محلی

2.1- کارت شبکه (Wireless Network Interface Card)WNIC

این وسیله برای اتصال کامپیوترهای سرویس دهنده و سرویس گیرنده به شبکه ی بیسیم استفاده می شود. کارت شبکه ی بیسیم دارای استانداردهای مختلفی می باشد که ISA و PCMCIA دو نمونه از آن ها می باشند.

شبکه بیسیم محلی - کارت شبکه
شکل 3- کارت شبکه

2.2- Access Point

AP نقش یک دستگاه مدیریت مرکزی در یک شبکه بیسیم محلی را بازی می کند.

در واقع AP در شبکه های بیسیم، سخت افزار فعالی هست که همان نقش سوئیچ در شبکه های سیمی را ایفا می کند و به برقراری ارتباط و پیاده سازی یک شبکه بیسیم می پردازند.

البته AP امکان اتصال به شبکه های سیمی را نیز دارد. اتصال میان چندین WLAN و یا حتی LAN بطور بیسیم با یکدیگر و همچنین ارتباط اطلاعاتی بطور بیسیم میان نقاط مختلف با استفاده از اکسس پوینت صورت می گیرد.

درواقع ارتباط میان شبکه های بیسیم با یکدیگر و نیز شبکه های بیسیم با شبکه های سیمی بوسیله ی اکسس پوینت صورت می گیرد.

اکسس پوینت یک پورت اترنت دارد که بوسیله ی این پورت با سرورها ارتباط برقرار می کند ولی برای ارتباط با دستگاه های قابل حمل و کلاینت ها از طریق بیسیم و آنتن ارتباط برقرار می کند.

یک شبکه ی کامل بیسیم می تواند فقط از اکسس پوینت و کلاینت ها تشکیل شود.

توجه: شبکه ای که با استفاده ی از اکسس پوینت تشکیل می شود را مبتنی بر زیرساختار (Infrastructure-based) می گویند.

شبکه بیسیم محلی - Access Point
شکل 4 - Access Point

2.2.1- ویژگی های Access Point

توان خروجی

یکی از پارامترهای تاثیرگذار بر طراحی سیستم های ارتباطی، توان خروجی AP است.

بدین صورتکه هرچه این توان بیشتر باشد، قدرت سیگنال های تولیدی و برد آن ها نیز افزایش می یابد.

میزان حساسیت

یک پارامتر تعیین کننده ی کیفیت دریافت امواج تولید شده توسط AP است.
بدینصورت که هر چه حساسیت افزایش بیابد، احتمال عدم دریافت سیگنال کمتر می شود که این ارتباطی مطمئن و موثر را تضمین کننده ی می کند.

توان آنتن

توان خروجی و زاویه ی پوششی یا انتشار از جمله موارد موثر در هر آنتن می باشند. 
به همین دلیل تا کنون آنتن هایی با مشخصه های توان و زاویه ی انتشار مختلف ارائه شده اند مثل Panel، Parabolic Sectoral و غیره.

2.3-آنتن

سیگنال های شبکه های بیسیم باید در یک محدوده ی فرکانسی مشخص و با یک قالب خاصی ایجاد شوند.

روش ارتباطی (point to point/point to multi-point)، فاصله ی بین دو نقطه، زاویه ی دو نقطه نسبت به یکدیگر و پروتکل ارتباطی از جمله مواردی هستند که در تعیین نوع آنتن باید در نظر گرفته شوند.

شبکه بیسیم محلی - انواع آنتن
شکل 5- انواع آنتن

2.4-پل واسط (Bridge)

این وسیله برای ایجاد ارتباط چندین شبکه ی WLAN و یا حتی شبکه LAN بطور بیسیم مورد استفاده قرار می گیرد.

پل بیسیم برای برقراری ارتباط در مسافت های دور از آنتن استفاده می کند.

در واقع اتصال مابین شبکه های بیسیم در ساختمان های مختلف، ارتباط اطلاعاتی بین ساختمان ها و اکسس پوینت بوسیله ی پل واسط بیسیم و بصورت نظیر به نظیر و یا چند کاربره صورت می گیرد.

شبکه بیسیم محلی - Bridge
شکل 6- Bridge

2.4.1- پل بین شبکه ای (Bridging)

در پل بین شبکه ای به منظور برقراری ارتباط یک شبکه ی محلی با یک یا چند شبکه ی محلی دیگر امکان اتصال آن ها به یکدیگر بصورت نقطه به نقطه و یا یک نقطه به چند نقطه فراهم می شود.

این کاربرد بخصوص در مواقعی که بخواهیم شبکه ی محلی دو ساختمان را بدون صرف هزینه ی کابل کشی، به یکدیگر متصل کنیم بسیار سودمند و کارآ می باشد.

این قابلیت در استاندارد 802.11 b پوشش داده نشده است ولی شرکت های زیادی پیاده سازی های انحصاری از پل بیسیم را بصورت گسترش و توسعه ی استاندارد 802.11b ارائه نموده اند.

2.5-تقویت کننده ی سیگنال

در مسافت های طولانی نیاز به تقویت سیگنال های رادیوئی می باشد که با استفاده ی از تقویت کننده ی سیگنال های بیسیم این عمل صورت می گیرد.

معمولا تقویت کننده های بیسیم بر روی خط ارتباطی میان اکسس پوینت و یا پل و آنتن ها قرار داده می شوند.

2.6-نرم افزار

 جهت برقراری ارتباط بین PC Card و AP ها نیاز به نرم افزار می باشد که پروتکل SNMP(Simple Network Management Protocol)  را برای مدیریت عملیات شبکه بیسیم بکار می گیرد.

3-خدمات توزیع در شبکه بیسیم محلی

این خدمات عملکرد های مورد نیاز در همبندی های مبتنی بر سیستم توزیع را فراهم می کنند.

خدمات توزیع معمولا بوسیله ی نقطه ی دسترسی مهیا می شوند.

خدمات توزیع در استاندارد 802.11 عبارتند از:

3.1- پیوستن به شبکه

یک ارتباط منطقی میان ایستگاه سیار و نقطه ی دسترسی فراهم می کند. 

در این شبکه ها، هر ایستگاه کاری باید قبل از ارسال داده، با یک نقطه ی دسترسی روی سیستم میزبان مرتبط گردد. 

این عضویت به سیستم توزیع امکان می دهد که فریم های ارسال شده به سمت ایستگاه سیار را به درستی در اختیارش قرار دهد.

3.2- خروج از شبکه

خروج از شبکه ی سیار هنگامی بکار می رود که بخواهیم به اجبار ارتباط ایستگاه سیار را از نقطه ی دسترسی قطع کنیم یا ایستگاه سیار بخواهد خاتمه ی نیازش به نقطه ی دسترسی را اعلام کند.

3.3- پیوستن مجدد

این سرویس هنگامی مورد نیاز است که ایستگاه سیار بخواهد با نقطه ی دسترسی دیگری تماس بگیرد. 
این سرویس مشابه پیوستن به شبکه ی بیسیم است با این تفاوت که در این سرویس ایستگاه سیار نقطه ی دسترسی قبلی خود را به نقطه ی دسترسی جدیدی که قصد دارد به آن متصل شود، اعلام می کند. 
این اطلاع رسانی نقطه ی دسترسی قبلی به نقطه ی دسترسی جدید کمک می کند که با نقطه ی دسترسی قبلی تماس گرفته و فریم های بافر شده ی احتمالی را که به مقصد این ایستگاه سیار فرستاده شده اند را دریافت نماید.  
با توجه به تحرک و سیار بودن ایستگاه های کاری در این شبکه ها، سرویس پیوستن مجدد امری ضروری و اجتناب ناپذبر است.

3.4- توزیع

با استفاده ی از این سرویس، فریم های لایه ی MAC به مقصد مورد نظرشان می رسند.

3.5- مجتمع سازی

این سرویس شبکه ی محلی بیسیم را به شبکه های محلی دیگر و یا یک یا چند شبکه ی محلی بیسیم دیکر متصل می کند. 
سرویس مجتمع سازی، فریم های 802.11 را به فریم هایی ترجمه می کند که بتوانند در شبکه های دیگر مثل 802.3 نیز جاری شوند. 
این عمل ترجمه دو طرف است یعنی فریم های شبکه های دیگر نیز به فریم های 802.11 ترجمه شده و از طریق اکواج در اختیار ایستگاه های کاری سیار قرار داده می شوند.

4-وظایف لایه فیزیکی در شبکه بیسیم محلی

  • مدولاسیون و کد دهی: ابتدا اطلاعات را با روش های مختلف مدوله شده و سپس به مقصد ارسال می شوند.
  • بررسی کانال جهت اشغال یا آزاد بودن آن
  • پشتیبانی از سرعت های مختلف جهت تبادل داده ها
  • ارسال و دریافت اطلاعات

5- معماری شبکه بیسیم محلی

معماری این شبکه ها متشکل از از عناصر متعددی می باشد که در کنار یکدیگر سعی می کنند تا سیار بودن ایستگاه های کاری را از دید لایه های بالایی پنهان نگه دارند.

ایستگاه بیسیم یا به اصطلاح STA اصلی ترین عنصر ساختمانی در این شبکه ها است.

ایستگاه بیسیم بعنوان یکی از عناصر فعال در شبکه های WLAN، دستگاهی است که به رسانه ی بیسیم متصل بوده و براساس تعاریف و پروتکل های 802.11 (لایه ی کنترل دسترسی به رسانه (MAC) و لایه ی فیزیکی( PHY))  عمل می کند.

ایستگاه بیسیم بطور معمول یک کامپیوتر قابل حمل یا یک ایستگاه کاری ثابت است که توسط یک کارت شبکه ی بیسیم به شبکه ی محلی متصل می شود.

همچنین این ایستگاه می تواند یک کامپیوتر جیبی ، یک گوشی تلفن همراه، یک AP  یا حتی یک پویشگر بار کد باشد. درکل ایستگاه های کاری بیسیم بصورت مجموعه ی سخت افزاری/نرم افزاری کارت های شبکه ی بیسیم پیاده سازی می شوند.

اکثر کامپیوترهای قابل حمل موجود در بازار بصورت پیش فرض به این امکان مجهز هستند  و در این سیستم ها نیازی به اضافه کردن کارت شبکه ی بیسیم نمی باشد.

البته در صورت نیاز به اضافه کردن کارت شبکه ی بیسیم در کامپیوترهای رومیزی با استفاده ی از یک رابط این کارت را بر روی شکاف PCI اضافه می کنند.

تعریف کلاسیک از شبکه ی کامپیوتری به مجموعه ای از کامپیوترهای مستقل و متصل به یکدیگر اشاره دارد که منظور آن از اتصال، توانایی جا به جایی و مبادله ی پیام ها می باشد.

در مواقعی که استفاده ی از سیم در پایانه های کامپیوتری دردسر ساز است، برای این پایانه ها که معمولا در داخل کیوسک هایی به همین منظور تعبیه می شود، از امکان اتصال بیسیم به شبکه ی محلی استفاده می کنند.

مجموعه ی سرویس پایه یا BSS(Basic Service Set)، کوچکترین عنصر در ساختار شبکه های بیسیم محلی در استاندارد 802.11 با نام Wi-Fi می باشد که در واقع مجموعه ای از ایستگاه های بیسیم را در بر می گیرد.

مجموعه و ترکیبی از شبکه های BSS شبکه ی گسترده تری را به نام ESS (Extended Service Set)  را بوجود می آورند.

6- پروتکل های رایج در شبکه بیسیم محلی

در اوایل دهه ی 90 پروژه ی استاندارد 802.11 بعنوان اولین استاندارد بین المللی برای  WLANتوسط سازمان IEEE ارائه شد.

امروزه نسخه های مختلف 802.11 مورد استفاده در شبکه های محلی بیسیم شامل 802.11a، 802.11b، 802.11g و 802.11b+ می باشند که شرح کامل مربوط به هر یک در فصل اول ارائه شده است.

7- انواع روش های ارتباطی (همبندی های) شبکه بیسیم محلی

بطورکلی تجهیزات و شبکه های کامپیوتری بیسیم مبتنی بر موج RF را می توان به دو صورت درون سازمانی (indoor) و یا برون سازمانی (outdoor) پیاده سازی نمود.

شبکه های بیسیم درون سازمانی، در داخل ساختمان ایجاد می شوند اما شبکه های بیسیم برون سازمانی در خارج ساختمان ایجاد می شوند.

در روش برون سازمانی دید مستقیم، ارتفاع دو گره و فاصله،پارامترهای مورد نیاز برای انتخاب اکسس پوینت و آنتن هستند.

7.1- انواع پیاده سازی شبکه بیسیم محلی برون سازمانی

در یک تقسیم بندی کلی، سه همبندی زیر برای شبکه های بیسیم برون سازمانی ارائه شده است.

بطورکلی به سه روش زیر همبندی پل بیسیم (Wireless Bridge) نیز گفته می شود.

نظیر به نظیر (Point to Point)

در این روش ارتباط میان هر دو نقطه بطور مستقیم صورت می گیرد، بنابراین در هر یک از دو نقطه آنتن و اکسس پوینت نصب می شود. 

در این همبندی دو پل می توانند بصورت بیسیم دو شبکه ی LAN را به یکدیگر وصل کنند. مثلا برای اتصال دو شبکه ی LAN دو ساختمان روش مناسبی است.

شبکه بیسیم محلی - همبندی نظیری به نظیر
شکل 7- همبندی نظیر به نظیر

یک نقطه به چندین نقطه (Point to multi point)

در این روش یک نقطه را بعنوان مرکز شبکه در نظر می گیرند و سایر نقاط بعنوان نقاط راه دور روی پل های بیسیم قرار گرفته و با این نقطه ی مرکزی ارتباط می گیرند. 

مثلا وقتی بخواهیم شبکه ی LAN یک ساختمان مرکزی را به چند ساختمان دیگر راه دور متصل کنیم از این روش استفاده می کنیم.

شبکه بیسیم محلی - یک به چند نقطه
شکل 8- همبندی یک به چند نقطه

چند نقطه به چند نقطه (Mesh)

ارتباط بیسیم چندین نقطه بصورت های مختلف را توپولوژی مش می گویند.

در واقع در این روش می تواند چندین نقطه ی مرکزی وجود داشته باشد که با یکدیگر در ارتباط باشند.

7.2- انواع پیاده سازی شبکه بیسیم محلی درون سازمانی

شکل زیر توپولوژی های رایج در شبکه های بیسیم مبتنی بر 802.11 را به اختصار نشان می دهد.

همانطورکه مشاهده می کنید در یک تقسیم بندی کلی، دو همبندی زیر برای شبکه های بیسیم محلی ارائه شده است:

شبکه بیسیم محلی - انواع همبندی
شکل 9- همبندی های رایج در شبکه بیسیم محلی

7.2.1- شبکه های مبتنی بر زیر ساختار (Infrastructure-based)

در این استراتژی جهت پیاده سازی استاندارد شبکه ی بیسیم، یک  APبعنوان  دستگاه مرکزی برقراری ارتباط را انجام می دهد یعنی کامپیوترها مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار نمی کنند، بلکه از طریق AP این ارتباط صورت می گیرد.

تجهیزات بیسیم از طریق فرستنده و گیرنده هایی که تحت عنوان AP هستند با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

در این شبکه ها، AP بعنوان یک مرکز، امواج رادیویی و سیگنال داده را بین کامپیوترهای دیگر موجود در شبکه یWLAN پخش می کند.

این شبکه ها می توانند با شبکه های سیمی نیز ارتباط داشته باشند.

شبکه بیسیم محلی - مبتنی بر زیرساخت
شکل 10- شبکه بیسیم محلی مبتنی بر زیرساختار

ذکر این نکته ضروری می باشد که اگر تعدادی AP در حال سرویس دهی به چند گره در شبکه باشند، هر کامپیوتری که ارتباط بهتری را با یک AP داشته باشد از آن AP سرویس می گیرد و چنانچه کامپیوتری تغییر مکان دهد و در مکان جدیدی قرار بگیرد، AP خود را به نزدیکترین AP تغییر می دهد.

یعنی AP ها به کاربر این امکان را می دهند که با تغییر مکان خود همچنان بتوانند به شبکه متصل بمانند.

در این صورت به این روش، همبندی پوششی نیز می گویند.

شبکه بیسیم محلی - همبندی پوششی
شکل11- همبندی پوششی

شایان ذکر است که اصولا همبندی مبتنی بر زیرساختار برای گسترش و افزایس انعطاف پذیری شبکه های سیمی معمولی مورد استفاده قرار می گیرد.

بدینصورتکه با استفاده ی از AP امکان اتصال کامپیوترهای مجهز به تکنولوژی بیسیم را فراهم می نماید.

در این همبندی یک AP کامپیوتری است که می تواند کارت شبکه ی بیسیم را در کنار کارت شبکه ی معمولی دارا باشد و به این طریق کامپیوترهای بیسیم می توانند بواسطه ی AP با شبکه های سیمی ارتباط برقرار کنند.

در واقع در توپولوژی Infrastructure یک AP می تواند بعنوان پل مترجم (bridge translation) عمل نماید زیرا سیگنال های شبکه ی بیسیم را به سیگنال های شبکه ی سیمی تبدیل می کند.

شایان ذکر است که در این تکنولوژی نیز مانند تمامی تکنولوژی های بیسیم، شرایط محیطی و مسافتی می توانند بر روی عملکرد دستگاه های متحرک و سیار تاثیر بگذارند.

همچنین موانع فیزیکی مابین کامپیوترها و AP ها نیز می توانند تاثیر بسیار زیادی بر عملکرد AP ها داشته باشند.

 

 

شبکه بیسیم محلی - BSS و ESS
شکل 12- همبندی های BSS و ESS

7.2.1.1- انواع شبکه بیسیم محلی Infrastructure

خود همبندی مبتنی بر زیر ساختار به دو گونه ی BSS و ESS شکل می گیرد.

همانطورکه شرح داده شد در این همبندی، AP ایستگاه های موجود در یک مجموعه سرویس را به سیستم توزیع متصل می کند و تمام ایستگاه ها با AP تماس می گیرند و اتصال مستقیم میان آن ها وجود ندارد و AP فریم ها را میان ایستگاه ها پخش می کند.

سیستم توزیع رسانه ای است که بواسطه ی آن، AP با AP های دیگر در ارتباط بوده و با استفاده ی از آن می تواند بسته ها را به ایستگاه های دیگر ارسال کند. و حتی می تواند فریم ها را در اختیار ایستگاه های متصل به شبکه ی سیمی نیز قرار دهد.

سیستم توزیع می تواند یک شبکه ی معمولی 802.3 و یا دستگاه خاصی باشد که سرویس توزیع مورد نظر را فراهم می کند.

استاندارد 802.11 با استفاده ی از همبندی خاصی مثل مجموعه سرویس گسترش یافته (ESS)، محدوده عملیاتی شبکه را گسترش می دهد.

در واقع در این روش، یک مجموعه ی گسترده از چندین مجموعه ی سرویس پایه (BSS) می باشد که از طریق AP با یکدیگر در تماس هستند و بدین طریق ترافیک داده بین مجموعه عای سرویس پایه مبادله شده و انتقال پیام ها صورت می گیرد.

در این توپولوژی، ایستگاه ها می توانند در محدوده ی عملیاتی بزرگتری گردش کنند.

سیستم توزیع ارتباط بین AP ها را فراهم می نماید. به عبارتی، سیستم توزیع ستون فقرات شبکه های محلی بیسیم است و می تواند با استفاده ی از فناوری بیسیم یا شبکه های سیمی ایجاد شود.

در هر AP سیستم توزیع بعنوان یک لایه ی عملیاتی ساده است که وظیفه ی آن تعیین گیرنده ی بسته و انتقال آن به مقصد مورد نظر می باشد.

نکته ی قابل توجه در این توپولوژی آن است که تجهیزات شبکه ی خارج از حوزه ی ESS تمام ایستگاه های سیار داخلESS را صرف نظر از پویایی و تحرکشان بصورت یک شبکه ی منفرد در لایه ی MAC تلقی می کنند.

بدینصورت سیار بودن ایستگاه ها و رسانه ی بیسیم کوچکترین تاثیری بر پروتکل های رایج شبکه های کامپیوتری نمی گذارد.

 

7.2.2- شبکه بیسیم محلی بدون زیرساخت یا Ad-Hoc

پیشینه ی شبکه های ادهاک چندین ساله می باشد و بدلایل نظامی بوجود آمدند (مثل شبکه ی جنگنده های جنگ و پایگاه های موبایل آن ها در میدان جنگ).

اما بعدا در حوزه های دیگر(مثل قسمت های تجاری و صنعتی) نیز بکار گرفته شده و کارآئی خوبی را از خود نشان دادند.

همبندی ادهاک بر اساس استاندارد IBSS(Independent BSS) 802.11 می باشد چون به بستر شبکه ی سیمی متصل نیست.

واژه ی لاتین Ad-Hoc به معنی فقط برای این منظور یا مورد می باشد. این توپولوژی مشابه توپولوژی مش در شبکه های کابلی می باشد یعنی در شبکه های ادهاک هر گره می تواند بطورمستقیم و از طریق رسانه ی بیسیم با گره های دیگر بصورت نظیر به نظیر در ارتباط باشد و گره ها برای تبادل پیام یا داده از هیچگونه ایستگاه واسط یا نقطه ی دسترسی استفاده نمی کنند.

این شبکه ها شامل مجموعه ای از گره های (کامپیوتر میزبان یا مسیریاب) توزیع شده می باشد که بطور بیسیم و بدون هیچگونه پشتیبانی مدیریت مرکزی، یک شبکه ی موقت را ایجاد می کنند.

هر کامپیوتر که می تواند مسیریاب باشد یا یک کامپیوتر میزبان، دارای یک کارت شبکه ی بیسیم بوده و با یک فرستنده و یک گیرنده تجهیز شده است.

گره ها بدون هیچ نقطه ی دسترسی و بطور مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند و ساختار و سازمان ثابتی نداشته و شکل گیری آن ها در یک توپولوژی دلخواه می باشد.

در واقع وجود توپولوژی پویا و متغیر یک مشخصه ی بارز این شبکه ها است که با تحرک گره ها شکل می گیرد. واضح است که در این توپولوژی بخاطر محدودیت فاصله، هر ایستگاهی ضرورتا نمی تواند با تمام ایستگاه های دیگر در تماس باشد.

در نتیجه شرط اتصال مستقیم در توپولوژی IBSS آن است که ایستگاه ها در محدوده ی عملیاتی بیسیم یا همان برد شبکه ی بیسیم قرار داشته باشند. تکنولوژی Ad-Hoc برای شبکه های کوچک با تعداد ایستگاه های کاری محدود مناسب است زیرا در توپولوژی مستقل ادهاک گره ها فقط قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر تا محدوده برد تعریف شده می باشند.

بطورکلی، مسیریابی و امنیت دو چالش مهمی می باشد که این شبکه ها با آن مواجه هستند.

چون به دلیل داشتن ویژگی های خاص، نیازمند پروتکل های مسیریابی و روش های امنیتی درخور خودشان می باشند.

شکل 13، همبندی IBSS را نشان می دهد.

 

شبکه بیسیم محلی - IBSS
شکل13- همبندی IBSS

7.2.2.1- کاربردهای شبکه بیسیم محلی Ad-Hoc

در مواردی که زیرساختاری قابل دسترس نباشد و یا ایجاد زیرساختار غیر عملی باشد و یا مقرون به صرفه نباشد، شبکه های ادهاک مفید خواهند بود.

از جمله برخی از این موارد که به علت عدم وجود زیر ساختار شبکه های ادهاک کارآمد می باشند، عبارتند از:

  • شبکه ها ی شخصی مثل تلفن های سلولی، کامپیوترهای کیفی، ساعت های مچی و…
  • در محیط ها ی نظامی
    • ارتباطات نظامی
    • سربازها، تانک ها و هواپیماها
    • کنترل از راه دور در نبردها
  • در محیط ها ی غیر نظامی
    • شبکه تاکسی رانی
    • ورزشگاه های ورزشی
    • جلسات کنفرانس
    • عملکردهای فوری
    • عملیات جستجو و نجات
    • موقعیت های امدادی برای حادثه های بد
    • وقوع بلایای طبیعی مثل زلزله، سیل و..

7.2.2.2- خصوصیات شبکه بیسیم محلی Ad-Hoc

همانطورکه قبلا نیز مطرح کردیم، ویژگی ها و ماهیت خاص شبکه های بی سیم موجب بوجود آوردن نیازمندی ها و مشکلات امنیتی خاصی برای آن ها شده است که باید در ارائه ی روش های امنیتی برای آن ها مورد توجه قرار بگیرند.

از جمله این خصوصیات عبارتند از:

  • فقدان زیرساخت: شبکه های بیسیم از جمله ادهاک، لزوما دارای ساختار های متمرکزی مثل سریس دهنده ها، مسیریاب ها و غیره نیستند، بنابراین راه حل های امنیتی آن ها نیز معمولا غیر متمرکز و توزیع شده (مبتنی بر همکاری همه ی گره های شبکه) می باشد.
  • لینک بیسیم: در شبکه های بیسیم از جمله ادهاک، مکانیزم های امنیتی رایج مثل فایروال ها (بعنوان اولین لایه ی دفاعی) وجود ندارد. بنابراین مهاجم می تواند براحتی و بدون نیاز به دسترسی فیزیکی به لینک، از تمام جهت ها هر گره ای را مورد هدف قرار دهد.
  • چند گامی بودن: از آنجائیکه در اکثر پروتکل های مسیریابی در شبکه های بیسیم محلی به خصوص شبکه های ادهاک، خود گره ها فرآیند مسیریابی را انجام می دهند، بنابراین بسته ها دارای چندین گام (hop) مختلف هستند. در صورتیکه هر گره ای قابلیت اعتماد را ندارد به خصوص در امر خطیر مسیریابی.
  • تغییر مکان نودها بصورت خودمختار: به دلیل جا به جایی مداوم گره ها در شبکه های بیسیم، به سختی می توان نودهای سیار را ردیابی نمود. این امر در شبکه های بزرگ مشکل تر هم می شود.
  • فقدان توپولوژی ثابت: چون گره ها بطور پیوسته جا به جا می شوند و مدام ساختار شبکه دچار تغییر و تحول می شود، بنابراین در این شبکه ها ساختار و توپولوژی ثابت و مشخصی وجود ندارد.
  • محدودیت های منابع: مثل انرژی،پردازنده و حافظه ی محدود. 

7.2.2.3- انواع شبکه بیسیم محلی Ad-Hoc

خود شبکه های بیسیم ادهاک می توانند به یکی از به دو روش زیر شکل بگیرند.

شبکه ی حسگر هوشمند (Smart Sensor Network )

این شبکه ها از چندین حسگر تشکیل شده اند که در محدوده ی جغرافیایی معینی قرار گرفته اند.

هر حسگر دارای قابلیت ارتباطی بیسیم و هوش کافی برای پردازش سیگنال ها و امکان شبکه سازی می باشد.

 

شبکه ی موبایل ادهاک (Mobile Ad-Hoc Network)

این شبکه ها شامل مجموعه ی مستقلی از کاربران متحرک می باشد که با استفاده ی از لینک های بیسیم با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

شبکه های MANET تکنیک مناسبی برای اتفاقات غیرقابل پیشبینی اتصالات می باشند چون در این شرایط شبکه های متمرکز کارا نبوده و قابلیت اطمینان کافی را ندارند.

گره های موجود در شبکه های MANET دارای گیرنده و فرستنده های بیسیم بوده و از آنتن هایی استفاده می کنند که ممکن است از نوع پخش همگانی (Broadcast) و یا نظیر به نظیر (Peer to Peer) باشند.