اجزای شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN): مقایسه شبکه‌های دفتری کوچک و خانگی (SOHO) با شبکه‌های سازمانی (Enterprise)

امروزه شاید تعداد شبکه‌های بی‌سیم محلی بر شبکه‌های باسیم محلی پیشی گرفته باشد. تا حدود یکی دو دهه پیش اکثر دفاتر فقط رایانه‌های رومیزی و تجهیزاتی مانند چاپگر داشتند. همه این تجهیزات با سیم به شبکه وصل می‌شدند. اما امروزه بسیاری از کاربران لپ‌تاپ، گوشی همراه و تبلت دارند. سرعت شبکه‌های بی‌سیم نیز افزایش چشمگیری یافته و به محدوده گیگابیت نزدیک شده است.

توضیح چند اصطلاح

پیش از پرداختن به اجزای شبکه‌های محلی بی‌سیم کوچک و سازمانی، توضیح چند اصطلاح در این باره لازم می‌نماید:

• شبکه محلی بی‌سیم یا WLAN (مخفف Wireless Local Area Network)، شبکه‌ای است که اجزای آن بدون نیاز به سیم و به‌وسیله امواج رادیویی با هم مرتبط می‌شوند و شبکه‌ای محلی تشکیل می‌دهند.
• وای‌فای (WiFi)، مجموعه‌ پروتکل‌ها و فناوری‌هایی است (مثلا مجموعه پروتکل‌های 802.11) که برای ارتباطات بی‌سیم و ایجاد شبکه‌های بی‌سیم به کار می‌رود.
• دفاتر کوچک یا خانگی را اصطلاحا SOHO (مخفف Small Office Home Office) می‌نامند و لذا منظور از شبکه SOHO شبکه‌ای محلی است که در دفاتر کوچک یا خانگی ایجاد می‌شود. چنین شبکه‌هایی کاربران معدودی دارند (شاید کمتر از 10 نفر) و لذا تجهیزاتی که در این شبکه‌ها به کار می‌روند نیز برای پاسخگویی به شبکه‌ای در همین حد طراحی شده‌اند.
• شبکه‌های بی‌سیم سازمانی (Enterprise) مسلما وسیع‌ترند و صدها و شاید هزاران کاربر دارند. برای این‌که امواج رادیویی بتوانند تمام فضای کاری شبکه را پوشش دهند، باید از تجهیزات بیشتر و پرظرفیت‌تری استفاده شود.

شبکه محلی بی‌سیم دفتری کوچک یا خانگی (SOHO WLAN)

مودم‌روتر بی‌سیم ویژه شبکه‌های کوچک دفتری یا خانگی معمولا موقعیتی مانند تصویر 1 دارد. چنین روتری توسط کابل مسی یا شاید فیبر نوری به شبکه شرکت ارائه‌دهنده خدمات اینترنت (ISP) متصل می‌شود. ضمنا پورت اترنت هم دارد تا بتوان رایانه‌ها و چاپگرها را به آن متصل کرد. آنتن‌‌هایی هم دارد تا کاربران بتوانند دستگاه‌های بی‌سیم‌شان را با آن مرتبط کنند.

تصویر 1. موقعیت ‌روتر بی‌سیم ویژه شبکه‌های محلی دفاتر کوچک و خانگی

در واقع، ‌روتر بی‌سیم خانگی معمولا ترکیبی از تجهیزات زیر است که در یک دستگاه واحد ادغام شده‌اند:

• سوئیچ اترنت
• اکسس‌پوینت بی‌سیم
• مودم کابلی یا DSL
• روتر

لذا ‌روتر خانگی کار چند دستگاه را هم‌زمان انجام می‌دهد؛ طوری که اگر قابل تجزیه بود چیزی شبیه تصویر 2 پدید می‌آمد:

تصویر 2. روترها یا مود‌م‌روترهای ویژه شبکه‌های دفتری کوچک یا خانگی (SOHO) معمولا ترکیبی از چند وسیله هستند که در یک دستگاه ترکیب شده‌اند. اگر می‌شد چنین ‌روتری را تجزیه کرد شاید تجهیزات و شبکه‌ای مانند این تصویر پدید می‌آمد.

در شبکه‌های کوچک، اکسس‌پوینت به‌تنهایی امکانات لازم برای اتصال بی‌سیم تجهیزات با شبکه را فراهم می‌کند فلذا چنین اکسس‌پوینتی را اکسس‌پوینت خودگردان (autonomous access point) می‌گویند. اکسس‌پوینت برای ارتباط با کلاینت‌های بی‌سیم از پروتکل‌های 802.11 وای‌فای و برای اتصال به شبکه محلی کابلی از استانداردهای اترنت بهره می‌برد. متذکر می‌شود اکسس‌پوینت دستگاهی است که هم آنتن وای‌فای و هم پورت اترنت دارد. لذا تجهیزات بی‌سیمی مانند لپ‌تاپ و گوشی می‌توانند به‌واسطه آن به شبکه کابلی اترنت متصل شوند.

(مقاله پیشنهادی برای اطلاعات بیشتر: آشنایی با تجهیزات شبکه و از جمله اکسس‌پوینت)

شبکه محلی بی‌سیم سازمانی (Enterprise WLAN)

در شبکه‌های بزرگ سازمانی که فضای گسترده‌ای دارند، یک اکسس‌پوینت به‌تنهایی کافی نیست. اکسس‌پوینت برد بی‌سیم محدودی دارد. پس در محیط‌های بزرگ بیش از یک اکسس‌پوینت لازم است تا اگر کاربر حین رفت‌وآمد در محدوده سازمان از برد یک اکسس‌پوینت بیرون رفت، گوشی یا لپ‌تاپش به اکسس‌پوینت دیگری سوئیچ کند. قاعدتا کاربران دوست ندارند هر بار که گوشی‌شان از اکسس‌پوینتی به اکسس‌پوینت دیگر سوئیچ می‌کند، ارتباط‌شان با شبکه قطع شود؛ بلکه دوست دارند حین جابه‌جایی نیز ارتباط بی‌سیم پایداری داشته باشند. سوئیچینگ نرم و بی‌وقفه از اکسس‌پوینتی به اکسس‌پوینت دیگر را اصطلاحا رومینگ (roaming) می‌گویند. 

محدودیت دیگر هر اکسس‌پوینت، پهنای باند محدود آن است. برای مثال، پهنای باند یک اکسس‌پوینت احتمالا پاسخگوی محیطی با 100 کاربر نیست. 

وقتی کاربران از شبکه بی‌سیم بهره می‌برند، اکسس‌پوینت‌ها باید نزدیک آن‌ها باشند. به همین علت اکسس‌پوینت‌ها نیز درست مانند رایانه‌ها و چاپگرها در لایه دسترسی شبکه (Access layer) هستند (تصویر 3).

تصویر 3. اکسس‌پوینت‌های سبک (LWAP) در بخش انتهایی ساختار شبکه (لایه دسترسی) هستند و تجهیزات کاربران مستقیما به‌صورت بی‌سیم به آن‌ها متصل می‌شوند. اکسس‌پوینت‌ها پورت اترنت هم دارند و با کابل به سوئیچ‌های شبکه متصل می‌شوند. در ادامه بیان خواهدشد که اکسس‌پوینت‌‌ سبک چیست. 

اما هنوز مشکلی هست. فرض کنید به اکسس‌پوینتی متصل هستید و در فضای بزرگ شرکت قدم می‌زنید. ناگهان گوشی شما از برد اکسس‌پوینت اول بیرون می‌رود و به اکسس‌پوینت دوم سوئیچ می‌کند. اکسس‌پوینت دوم از کجا می‌داند که آیا شما اجازه دسترسی به شبکه دارید یا نه؟ برای این منظور می‌توانید هویت‌تان را به اکسس‌پوینت دوم نیز بشناسانید اما طی این مدت ارتباط‌تان با شبکه قطع خواهدبود. پس این راه‌کار مناسبی نیست.

راه‌کار مناسب برای رفع مشکل، استفاده از کنترلرهای شبکه محلی بی‌سیم یا WLC (مخفف Wireless LAN Controller) است: 

تصویر 4. کنترلر شبکه‌ بی‌سیم (WLC)، همه اکسس‌پوینت‌های سبک شبکه (LWAP) را هم‌زمان تنظیم و مدیریت می‌کند. کنترلر شبکه محلی بی‌سیم به‌وسیله کابل به اکسس‌پوینت‌های سبک و به شبکه محلی کابلی متصل می‌شوند.  کنترلر شبکه محلی بی‌سیم هیچ اتصال بی‌سیمی ندارد. نقطه‌چین‌های سبز، کانال ارتباطی کنترلر با اکسس‌پوینت‌های سبک را نشان می‌دهد. 

با این راه‌کار، همه وظایف مدیریتی از اکسس‌پوینت‌ها به کنترلر شبکه محلی بی‌سیم ارجاع می‌شود. کنترلر شبکه محلی بی‌سیم احراز هویت، رومینگ، ایجاد شبکه‌های بی‌سیم جدید و موارد دیگر را به عهده می‌گیرد و اکسس‌پوینت‌ها فقط مسئول فوروارد کردن ترافیک خواهندبود. چنین اکسس‌پوینت‌هایی را اکسس‌پوینت سبک یا اصطلاحا LAP یا LWAP (مخفف Lightweight Access Point) می‌گویند. با تعریف شرکت سیسکو، اکسس‌پوینت سبک اکسس‌پوینتی است که برای اتصال به کنترلر شبکه محلی بی‌سیم (WLC) طراحی شده است. اکسس‌پوینت سبک نمی‌تواند مستقلا و بدون نیاز به کنترلر شبکه محلی بی‌سیم کار کند. کنترلر شبکه محلی بی‌سیم پیکربندی‌ها و سفت‌افزار (firmware) اکسس‌پوینت را مدیریت می‌کند. لذا اکسس‌پوینت‌ها بدون نیاز به تنظیمات دستی پیاده‌سازی می‌شوند و لازم نیست جداگانه تنظیم شوند.

برای این منظور تمام ترافیک باید از اکسس‌پوینت‌ها به کنترلر شبکه محلی بی‌سیم (WLC) ارسال شود. این کار توسط پروتکل CAPWAP (مخفف Control and Provisioning of Wireless Access Point) صورت می‌گیرد. پروتکل CAPWAP برای تبادل ترافیک بین اکسس‌پوینت‌ها و کنترلرهای شبکه محلی بی‌سیم تونل‌های ارتباطی ویژه‌ای ایجاد می‌کند که در تصویر 4 با نقطه‌چین‌های سبز نشان داده شده است. 

با چنین شیوه‌ای می‌توان یک شبکه بی‌سیم بزرگ ساخت. و چون تمام ترافیک به کنترلر شبکه محلی بی‌سیم ارجاع می‌شود، رومینگ نیز بدون مشکل در شبکه صورت می‌پذیرد.

توضیحاتی درباره پروتکل LWAPP و پروتکل CAPWAP

• اکسس‌پوینت‌های سبک با کمک پروتکلی موسوم به LWAPP (مخفف Light Weight Access Point Protocol) کنترلر شبکه محلی بی‌سیم (WLC) را پیدا می‌کنند. اکسس‌پوینت بی‌سیم برای پیوستن به کنترلر، به‌وسیله پروتکل LWAPP درخواستی به کنترلر می‌فرستد. کنترلر توسط همین پروتکل به اکسس‌پوینت سبک پاسخ می‌دهد و اکسس‌پوینت سبک اجازه می‌یابد به کنترلر بپیوندد. بدین‌وسیله کنترلر هدایت کامل اکسس‌پوینت سبک را به عهده می‌گیرد.
• پروتکل CAPWAP نیز که پیش‌تر به آن اشاره شد، مبتنی بر پروتکل LWAPP است. پروتکل CAPWAP اجازه می‌دهد کنترلر شبکه محلی بی‌سیم مجموعه‌ای از اکسس‌پوینت‌های بی‌سیم را کنترل کند. اکسس‌پوینت‌های سازگار با LWAPP می‌توانند کنترلر CAPWAP را پیدا کنند و به آن بپیوندند.

نتیجه‌گیری

• روتر ویژه شبکه‌های بی‌سیم دفاتر کوچک یا خانگی (SOHO) هم‌زمان سوئیچ، روتر، اکسس‌پوینت و احتمالا مودم است که همگی در یک دستگاه با هم ترکیب شده‌اند.
• اکسس‌پوینت خودگردان برخلاف اکسس‌پوینت سبک بدون نیاز به کنترلر شبکه بی‌سیم، همه امور لازم برای ارتباطات بی‌سیم در شبکه مثل احراز هویت بی‌سیم، فوروارد کردن ترافیک بین شبکه محلی/شبکه محلی بی‌سیم و... را انجام می‌دهد.
• شبکه‌های محلی بی‌سیم سازمانی از کنترلر شبکه محلی بی‌سیم (WLC) و نیز از اکسس‌پوینت سبک (LWAP) بهره می‌برند.
• امور مدیریتی مانند ایجاد شبکه‌های بی‌سیم، هویت‌سنجی و رومنیگ همگی توسط کنترلر شبکه محلی بی‌سیم انجام می‌شود. اکسس‌پوینت‌های سبک مسئول تبادل ترافیک با شبکه محلی هستند.
• با کمک کنترلر شبکه محلی بی‌سیم و اکسس‌پوینت‌های سبک می‌توان یک شبکه بی‌سیم بزرگ و گسترش‌پذیر ایجاد کرد.