Загальна інформація про mesh
Присутність точки доступу (Access Point) і модуля WiFi, наприклад в ноутбуці, дозволяє організувати бездротову мережу в так називаемомрежіме Infrastructure. За великим рахунком цей режим можна назватьМастер-підпорядкованому, коли AP грає роль головної скрипки, а WiFiподключаются безпосередньо до цієї самої AP. Напевно, багато хто з васуже мають досвід роботи з місць вживання прохолодних напоїв іпріятного часу, де розгорнуті WiFi-сеті.Однако варто згадати, що навіть два WiFi-модуля можна змусити грати за іншими правилами, виставивши їх в режим роботи Ad-Hoc. У цьому випадку вже немає головного пристрою і підлеглого, вони всі є однотипними. Ось тут-то нас і чекають приємні сюрпризи, а саме -з'являється можливість організувати mesh-мережу (у нас вона називається як "ячеистая", але я думаю, що саме англійський варіант приживеться) .Чем хороша mesh-топологія? По-перше, мережа створюється з відносно дешевих модулів, кожен з яких по радіоканалу з'єднаний з усіма сусідами в зоні видимості. Друге важливе властивість - мережа з етіхмодулей самоорганізується і здатна відновлюватися при виході ізстроя деяких вузлів. І третє - низька вартість підтримки мережі - разузли можуть постійно "бачити" і "відчувати" стан сусідів івідповідно приймати рішення про зміну маршрутних таблиць, топоддержка в даному випадку полягає в правильному включенні в сетьбитового електроживлення.
Але не варто думати, що мінусів немає. Звичайно, вони є: це ідодаткові службовий трафік, який зобов'язаний курсувати по мережі, і проблема в правильному виборі програмних комонентов, а саме, протоколів обміну - коли мережа складається з 10 вузлів, проблем немає, але приналичии 100 і більше вузлів доводиться замислюватися про ефективне виборемаршрутов.І це завдання розробників.
Архітектура Mesh-мережі
Топологія Mesh заснована на децентралізованої схемою організації мережі, на відміну від типових мереж 802.1 1a / b / g, які створюються з централізованого принципом. Точки доступу, що працюють в Mesh-мережах, не тільки надають послуги абонентського доступу, а й виконують функції маршрутизаторів / ретрансляторів для інших точок доступу тієї ж мережі. Завдяки цьому з'являється можливість створення Самоустановлювальні і самовідновлюється сегмента широкосмугової мережі.
Стандарти бездротової передачі даних, що використовуються для побудови Mesh-мереж
Як вже говорилося вище, основою для реалізації Mesh-мереж на сьогоднішній день є стандарт IEEE 802.11 (Wi-Fi) .Оборудованіе стандарту pre-Wi-МАХ вже сьогодні застосовується для підключення вузлових точок Mesh-мереж до магістральних каналів (Tropos, Nortel та ін .). З огляду на технологічні переваги WiMAX, даний стандарт (особливо в його мобільній версії) буде використовуватися для організації абонентського доступу. Однак початок цього процесу слід віднести на момент появи на ринку дешевих абонентських пристроїв.
Wi-Fi Mesh-мережі
Сервісні можливості
В даний час в стандарті 802.11 немає строгих специфікацій по реалізації хенді-віра ( "безшовного" переміщення абонентів між точками доступу). Однак для забезпечення такого переходу передбачені спеціальні процедури сканування ефіру та приєднання ( "association"). Реалізація хен-довіри в мережах Wi-Fi може здійснюватися по-різному, наприклад, на базі протоколу Radius або під управлінням інтелектуального бездротового контролера, що організує "тунель" при переході клієнта в зону обслуговування сусідній точки доступу. У специфікації 802.11k (див. Врізку) описані процедури, що дозволяють клієнтському пристрою вибрати точку доступу, до якої слід підключитися перед розривом поточного з'єднання. Крім того, використання алгоритму кешування, передбаченого специфікацією 802. 11i, забезпечує встановлення нового захищеного з'єднання за час, що не перевищує 20-30 мс.Как результат -обладнання з підтримкою механізмів управління 802.11k забезпечує перемикання абонентського пристрою на нову точку доступу за час не більше 50 мс. Така затримка може залишитись непоміченим користувачем, так як вона в кілька разів менше людського порога сприйняття.
міжмережевий роумінг
мультисервісну
Безпека
Питання безпеки Mesh (захист від нелегальних підключень) є дуже актуальними, особливо для систем міського масштабу, які об'єднують муніципальні, абонентські і корпоративні мережі. Безпека мереж забезпечується в рамках специфікацій стандарту 802.11. Стандарт шифрування (Wired Equivalent Privacy, WEP) на сьогоднішній день не задовольняє вимогам через слабку стійкість ключа. Прийняття стандарту 802.11 i (WPA2) іншим чином надавати більш безпечну схему аутентифікації і кодування трафіку. Стандарт IEEE 802.11i передбачає використання в продуктах Wi-Fi таких засобів, як підтримка алгоритмів шифрування трафіку: TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), WRAP (Wireless Robust Authenticated Protocol) і CCMP (Counter with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol). Цих алгоритмів досить для захисту на рівні абонентського трафіку, але на рівні корпоративного користувача використовуються додаткові механізми, що включають більш досконалі способи аутентифікації при підключенні до мережі: більше крипто-стійкі методи шифрування, динамічну заміну ключів шифрування, використання персональних міжмережевих екранів, моніторинг захищеності бездротової мережі , технологію віртуальних приватних мереж VPN і т.д.
Інтеграція з існуючими мережами GSM
Mesh-додатки
абонентські мережі
· Обмеженість частотного ресурсу (частотні діапазони 802.11 в найбільших городахУкаіни практично вичерпані);
· Необхідність підтвердження результатів радіочастотного планування практичними дослідженнями стану радіообстановкі в зоні розгортання мережі (наявність незареєстрованих користувачів);
· Організація розміщення точок доступу в максимальній близькості від абонентів, забезпечення цілодобового електроживлення і т.д.
Як приклад можна привести Mesh-мережа компанії "Голден Телеком", розгорнуту в Москві і що налічує до 3500 точок доступу. Так само великі проекти на момент написання цієї статті знаходяться в стадії реалізації в м Тайбей і Македонії (в Македонії поставлена задача організувати повне покриття мережами Wi-Fi 40 міст, тобто всієї території країни площею понад 1500 км 2) .Тіповое рішення для мобільних абонентів передбачає монтаж точок доступу на рівні 10-12 метрів, уздовж вулиць на стовпах міського освітлення, опорах світлофорів, кабельних розтяжках і т.д.
муніципальні мережі
· Інформаційне забезпечення користувачів всередині автомобіля при дротовому або бездротовому підключенні кінцевих пристроїв (ноутбук, PDA і т.д.);
· Інформаційне покриття в радіусі 300 м навколо автомобіля для абонентів зі стандартними Wi-Fi-адаптерами 802.1 1b / g;
· Контроль положення автомобіля при використанні вбудованого в точку доступу GPS-приймача.
технологічні мережі
устаткування
На сьогоднішній день більшу частину ринку Mesh-обладнання займають sturtup-компанії, однак ситуація дуже швидко змінюється. Компанії Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, Alvarion, Mikrotik, Senao (організація транспортних каналів) - ось далеко не повний перелік відомих виробників, все більш активно працюють в секторі Mesh-обладнання.
Всі представлене на ринку обладнання можна умовно розділити на 3 групи:
· Група № 1 - Single-радіосистеми з одиночним радіоблоків, що використовують антени кругової діаграми спрямованості;
· Група № 2 - Dual-радіосистеми з двома радіоблок, що використовують антени кругової діаграми спрямованості;
· Група № 3 - Multi-радіосистеми, що використовують роздільні радіоблок для організації транспортного і абонентського доступу із застосуванням спрямованих антен.
Основні технічні характеристики обладнання наведені в нижче.
При використанні Single-радіо один радіомодуль в частотному діапазоні (2,4 ГГц) застосовується для організації абонентського доступу і транспортного каналу між точками. З огляду на щільність установки точок доступу і обмеженість частотного ресурсу, для виключення їх взаємного впливу потрібно дуже ретельне частотне і структурний планування мережі. Число переходів (hops) трафіку між точками доступу має становити не більше 3-4, що обмежує можливості масштабування мережі в межах одного кластера при організації сервісів реального часу. Незважаючи на зазначену специфіку, Mesh-мережі, побудовані на обладнанні 1-ї групи, лідирують по присутності на ринку. Устаткування характеризується низькою вартістю і є найбільш ефективним для створення зон покриття малого масштабу.
При використанні Dual-радіо застосовуються роздільні радіомодулі для організації абонентського доступу (2,4 ГГц) і транспортного каналу (5,8 ГГц). Подібне рішення дозволяє позбутися від шумових перешкод при передачі інформації між точками, що спрощує частотне планування мережі та підвищує продуктивність системи по транзитному трафіку за рахунок "перенесення" транспортного каналу в інший частотний діапазон.
Устаткування третьої групи найцікавіше за архітектурним рішенням. Воно побудоване за модульним принципом з використанням від 4 до 6 радіоблоків. Це дозволяє (так само, як і в рішеннях Dual-радіо) організувати поділ абонентського і транспортного потоків. Однак ефективність рішення Multi-радіо підвищується за рахунок поділу вхідного і спадного транспортних потоків при збільшення загального числа "транспортних" радіомодулей.Модульная архітектура (на практиці це набір плат, що вмонтовуються в типовому корпусі) допускає оперативну заміну радіомодулів і дозволяє виробляти просту модернізацію всієї мережі по міру розвитку технологічної та елементної бази, включаючи перехід на нові стандарти (Wi-МАХ).
Перспективи і шанси на успіх
Ускладнення Mesh-систем у міру збільшення їх масштабу і необхідність об'єднання з альтернативними мережами (GSM, 3G, WiMAX і т.д.) зажадають створення більш складних систем управління, заснованих на централізованих рішеннях. Комерційна ефективність об'єднаних мереж "муніципальної-абонент-ського" доступу призведе до зростання їх числа і зажадає створення більш ефективних рішень, що забезпечують безпеку муніципального сектора мереж.
З огляду на політику, що проводиться МінінформсвязіУкаіни [5], слід очікувати, що кордони між топологією традиційних рішень ШПД (особливо в додатку стандарту WiMAX для частотних діапазонів 2,4; 3,5; 5,8 ГГц) і Mesh при реалізації вУкаіни будуть поступово розмиватися.
Mesh як принцип мережевого побудови безумовно буде розвиватися і займе якщо не визначальне, то значиме положення в глобальній інформаційній мережі.