یک اکسس پوینت (AP)، سخت افزار یا نرم افزاری است که مانند پلی بین کلاینت های وایرلس مانند لپ تاپ، گوشی های هوشمند یا سایر تجهیزات دارای Wi-Fi با شبکه wired عمل می کند. اصلی ترین وظیفه ی اکسس پوینت ها، تامین دسترسی وایرلس به این تجهیزات است که به آنها امکان دسترسی به منابع، خدمات و اینترنت از طریق شبکه را می دهد.

به طور معمول اکسس پوینت ها در شبکه های WLAN مورد استفاده قرار می گیرند و بخشی از زیرساخت شبکه های Wi-Fi محسوب می شوند. غالبا از طریق کابل اترنت به شبکه های wired متصل شده و به عنوان یک رابط بین تجهیزات وایرلس و شبکه عمل می کنند.

به طور کلی اکسس پوینت ها برای “اتصال وایرلس”، “تامین امنیت شبکه”، “مدیریت ترافیک” و “ارائه تجربه ای مطلوب برای کاربران” به کار می روند و  در شبکه های وایرلس امروزی، المانی کلیدی محسوب می گردند.

نقش access point بر روی شبکه

اکسس پوینت ها وظیفه ی ایجاد کانکشن های وایرلس را در شبکه بر عهده دارند. آن ها به تجهیزات شبکه امکان می دهند بدون کابل فیزیکی، سیگنال های Wi-Fi را توزیع نموده و امنیت را تامین کنند، ضمن اینکه ترافیک شبکه را نیز مدیریت می کنند. APها برای ایجاد wireless network، چه در منازل و چه در سازمان ها، فاکتوری ضروری هستند.

اکسس پوینت ها در سطح خانگی، علاوه بر کانکشن های اینترنت، امنیت را نیز مدیریت می کنند. اما در سطح صنعتی و تجاری، بر روی ایجاد کانکشن بدون routing و ویژگی های امنیتی پیشرفته تمرکز دارند.

با اینکه اکثر AP ها از Wi-Fi برای کانکشن های وایرلس استفاده می کنند، اما در تنظیمات تجاری مدرن، از Bluetooth و Thread برای دستگاه های مختلف، از جمله گجت های معمولی و دستگاه های IoT نیز پشتیبانی می کنند. در واقع به این ترتیب تضمین می شود همه دستگاه‌ها و شبکه می‌توانند به صورت وایرلس، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

ویژگی های و عملکردهای کلیدیِ اکسس پوینت ها

  • Wireless connectivity:

    اکسس پوینت ها با توزیع سیگنال های وایرلس، یک شبکه Wi-Fi ایجاد نموده که تجهیزات بتوانند به آن کانکت شوند. سپس این تجهیزات می توانند به داده ها و خدمات ارائه شده توسط wired network دسترسی داشته باشند.

  • SSID:

    اکسس پوینت ها مجهز به یکService Set Identifier(SSID) می باشند. دستگاه ها می توانند SSID های موجود را اسکن نموده و با مناسب ترینِ آن ها به شبکه متصل گردند.

  • Security  :

    Access Pointها غالبا از ویژگی امنیتی برای محافظت از شبکه برخوردار هستند که شامل روش های مختلف رمزنگاری مانند WPA2 یا WPA3 می گردد.

  • Channel selection:

    اکسس پوینت ها، کانال های فرکانس رادیویی را انتخاب می کنند تا از تداخل با سایر اکسس پوینت های مجاور جلوگیری کنند. این فاکتور برای عملکرد بهینه شبکه ضروری است.

  • Roaming Support:

    APها از قابلیت رومینگ پشتیبانی می کنند و به دستگاه ها امکان می دهند بدون از دست دادن اتصال خود، بین اکسس پوینت ها جابجا شوند.

  • Traffic Management:

    به قابلیت اولویت بندیِ ترافیک شبکه اشاره دارد.

  • Band Support:

    اکسس پوینت ها بر روی باندهای فرکانسی مختلف مانند 4 GHz و 5 GHz کار می کنند و با دستگاه های مختلف، سازگاری دارند.

  • Quality of Service (QoS):

    امکانِ اولویت بندیِ ترافیک بر اساس تنظیمات QoS توسط اکسس پوینت ها تضمین می کند اپ های مهم، پهنای باند لازم را دریافت می کنند.

  • Load Balancing:

    برخی از APها از این قابلیت برای توزیع یکنواخت ترافیک در سایر اکسس پوینت ها استفاده می کنند تا از تراکم شبکه جلوگیری شود.

چه چالش هایی را می توان با اکسس پوینت برطرف نمود؟

همانطور که گفته شد، هدف اصلیِ یک اکسس پوینت، اعطا دسترسیِ شبکه به تجهیزات وایرلس می باشد. اما این یک هدف کلی است. بیش از دو دهه است که اکسس پوینت ها در شبکه به کار گرفته می شوند و به طور قابل توجهی نیازهای متفاوتی را برطرف می کنند. طیف گسترده ای از AP ها وجود دارند که هر کدام برای موارد استفاده و عملکردهای خاص طراحی شده اند.

اکسس پوینت های مدرن، نقش خود را بسیار فراتر از یک پل ارتباطی، بین شبکه های wired و wireless برده اند. در واقع با همین هدف تکامل یافته اند، اما نیازهای مختلفی را پشتیبانی می کنند. بنابراین اکسس پوینت ها قادر به اجرای سناریوهای مختلفی در شبکه می باشند. در حال حاضر، هم در تنظیمات کوچک و تک AP با تعداد محدودی دستگاهِ متصل و هم در شبکه های گسترده و multi-location که شامل هزاران AP می باشد، مورد استفاده قرار می گیرند. در چنین محیط‌های متنوعی، APها وظیفه رسیدگی به چالش‌های پیچیده امنیت شبکه، توسعه پذیری و طیف گسترده‌ای از نیازهای شبکه را بر عهده دارند و کانکشن ایمن وایرلس را تضمین می‌کنند.

غالبا اکسس پوینت ها توسط ارائه دهندگان خدمات ISP، مدیریت می شوند، در حالی که مدیریتِ APهای تجاری و صنعتی بر عهده ی بخش فناوری اطلاعات سازمان ها می باشد. نحوه مدیریت این AP ها، نرم افزارهای خاص و ویژگی های شبکه ای که در AP وجود دارد، و همچنین تعداد و استانداردهای پروتکل های وایرلسی که AP پشتیبانی می کند، همگی در تعیین عملکرد سخت افزاری مورد نیاز آن ​​نقش دارند.

بنابراین بر اساس نقش و مسئولیتی که اکسس پوینت ها می پذیرند، می توان آن ها را به سه دسته ی زیر تقسیم نمود:

  • Consumer AP: برای شبکه های کوچک طراحی شده، کانکشن وایرلس و قابلیت routing را به صورت یکپارچه ارائه می دهد. آنها سادگی، مقرون به صرفه بودن و کاربر پسند بودن را برای برآوردن نیازهای کاربران غیر فنی در اولویت قرار می دهند.
  • Commercial AP: برای شبکه‌های تجاری و سازمانی طراحی شده‌اند و قابلیت هایی مانند توسعه پذیری، ویژگی‌های پیشرفته، امنیت قوی و مدیریت متمرکز را در اختیار آن ها قرار می دهند. آنها برای پاسخگویی به نیازهای شبکه های بزرگ تر، کاربران متعدد و نیازهای خاص سازمان ها طراحی شده اند.
  • Advanced Consumer and Industrial AP: دستگاه هایی با کارایی بالا هستند که ویژگی های پیشرفته، امنیت و گزینه های سفارشی سازی را ارائه می دهند. برای طیف وسیعی از محیط‌ها، از جمله محیط‌هایی که نیازهای تخصصی دارند، مناسب می باشند. این دسته از اکسس پوینت ها می توانند قابلیت ردیابی موقعیت مکانی برای تجهیزات وایرلس مانند Bluetooth tags را ارائه دهند. در ضمن برخی از این APها می توانند چندین شبکه وایرلس را با استفاده از استانداردهای مختلف مرتبط کنند و کانکشنی یکپارچه و ایمن را تضمین کنند.

نحوه عملکرد اکسس پوینت ها چگونه است؟

یک اکسس پوینت از چندین المان اصلی، از جمله یک یا چند رادیو، یک کامپیوتر داخلی و حداقل یک wired network port تشکیل شده است.

  • Radio:

    اکسس پوینت ها دارای فرستنده های رادیویی داخلی هستند که بر اساس استانداردهای خاصِ وایرلس (مانند Wi-Fi) کار می کنند. آنها امواج رادیویی را در فرکانس های تعیین شده ساطع و دریافت می کنند.

  • Wireless Communication:

    رادیوها به AP اجازه می دهند با سایر دستگاه‌هایی که استانداردها و فرکانس‌های وایرلس مشابهی دارند ارتباط برقرار کنند. به این ترتیب دستگاه‌های وایرلس می توانند به AP متصل شده و به شبکه دسترسی داشته باشند.

  • Onboard Computer:

    ارتباطات رادیویی، از جمله انتقال، دریافت و رمزنگاریِ سیگنال ها را مدیریت می کند. ضمن اینکه نقش نظارت کننده بر روی routing بین شبکه های wired و wireless را بر عهده دارد.

  • Wired Network Port:

    هر اکسس پوینت، به حداقل یک wired network port (معمولا اترنت) مجهز می باشد؛ که این پورت به عنوان یک رابط عمل می کند و شبکه ی وایرلس ایجاد شده توسط AP را به یک یا چند شبکه wired متصل نموده و انتقال دیتا بین دستگاه های wired و wireless را تسهیل می کند.

تفاوت اکسس پوینت های “consumer” و “Commercial and industrial”

اکثر اکسس پوینت های consumer،  به گونه ای طراحی شده اند که تنها بخش فیزیکی در زیرساختِ یک شبکه ی خانگی باشند. معمولاً توسط ISPها به مشتریان ارائه شده و مقرون به صرفه هستند. Consumer APها از ویژگی های زیادی برخوردار بوده اما نمی توانندthroughput  مورد نیاز شبکه و یا پورت های مورد نیاز شبکه با تجهیزات متعدد را به طور همزمان پشتیبانی کنند.

این در حالی است که اکسس پوینت های commercial and industrial، رویکردِ متفاوتی دارند؛ که معمولا برای امنیت شبکه و توسعه ی آن، بهینه می گردند. منظور از بهینه سازی در راستای قابلیت توسعه، افزودن آنتن های بیشتر در یک AP می باشد تا بتوان کلاینت های بیشتری و یا همان تعداد کلاینت را با throughput بالاتری پشتیبانی نمود. از طرفی افزوده شدنِ آنتن های بیشتر، به رادیوی پیشرفته تر یا چندین رادیو  و یا هر دو نیاز دارد. همچنین central processing unit (CPU) یک AP نیز برای این دسته از اکسس پوینت ها، قدرتمند تر از consumer APها می باشد.

APهای مدرن می توانند رادیوهای زیادی داشته باشند که در فرکانس های مختلف کار می کنند. استاندارد بی سیم Wi-Fi امکان کار در باندهای2.4Ghz، 5Ghz و 6Ghz  را فراهم می کند.

تقریباً همه ی APها از استاندارد Wi-Fi wireless پشتیبانی می کنند و در حال حاضر بسیاری از APهای تجاری و صنعتی قادر به پشتیبانی از Bluetooth  هم می باشند. در این میان، نقش سایر استانداردهای IoT wireless  کمرنگ تر است، اما انتظار می‌رود با توجه به رواج استاندارد Matter 2.0 و استاندارد Thread IoT wireless، در آینده نزدیک به طور چشمگیری رواج یابد.

کانفیگ های متداول اکسس پوینت ها

  • Root access point

بر اساس این کانفیگ، یک اکسس پوینت، مستقیما به شبکه wired LAN متصل شده و یک connection point برای کاربران وایرلس فراهم می شود. چنانچه بیش از یک access point به شبکه LAN متصل شود، کابران می توانند بدون از دست دادن اتصال Wi-Fi خود، جابجا شوند.

  • Repeater access point

یک اکسس پوینت یا mesh extender  می تواند به عنوان یک standalone repeater  برای گسترش پوشش شبکه یا غلبه بر موانعی که ارتباط وایرلس را مختل می کند، راه اندازی شود.

Repeater با انتقال داده ها بین کاربران بی سیم و شبکه کابلی کار می کند و این کار را با ارسال داده به repeater دیگر یا یک نقطه دسترسی متصل به شبکه کابلی انجام می دهد. در حقیقت مسیری را انتخاب می کند که بهترین عملکرد را برای مشتریان به همراه داشته باشد.

  • Bridges

اکسس پوینت ها را می توان به گونه ای کانفیگ کرد که به عنوان root  bridge یا non-root bridge عمل نموده و چندین شبکه را به یکدیگر متصل کنند. وقتی اکسس پوینت در این نقش ظاهر شود می تواند یک wireless link با یک non-root bridge ایجاد کند. سپس ترافیک را از طریق wireless link به wired network منتقل می کند و به داده ها اجازه می دهد تا از طریق این کانکشن وایرلس بین شبکه های مختلف جریان داشته باشند.

  • Workgroup bridge

زمانی که اکسس پوینت ها در حالت workgroup bridge کانفیگ شوند، می توانند به سایر access pointها به عنوان یک کلاینت دسترسی پیدا کرده و کانکشن های شبکه را برای دستگاه های متصل به پورت های اترنت فراهم کنند.

به عنوان مثال، اگر سازمانی به کانکشن وایرلس برای چند پرینترِ شبکه نیاز داشته باشد، می توان پرینترها را به هاب یا سوییچ متصل کرد، سپس هاب یا سوئیچ را به پورت اترنتِ اکسس پوینت وصل کرد. سپس workgroup bridge به یک اکسس پوینت در شبکه شما مرتبط خواهد شد.

  • Central unit in an all-wireless network

عملکردِ اکسس پوینت در یک شبکه all-wireless به عنوان یک standalone root unit می باشد و به wired LAN متصل نیست. در عوض به عنوان یک هاب وایرلس عمل می کند که تمام ایستگاه ها را با هم مرتبط می سازد.