Беспроводная ячеистая сеть

редактировать
Схема, показывающая возможную конфигурацию для проводно-беспроводной ячеистой сети, подключено в восходящем направлении через канал VSAT (щелкните, чтобы увеличить)

A беспроводная ячеистая сеть (WMN ) - это сеть связи, состоящая из радио узлов организованы в топологию сетки . Это также может быть форма беспроводной специальной сети..

A mesh относится к широкому взаимодействию между устройствами или узлами. Беспроводные ячеистые сети часто состоят из ячеистых клиентов, ячеистых маршрутизаторов и шлюзов. Подвижность узлов менее часта. Если узлы постоянно или часто перемещаются, сетка тратит больше времени на обновление маршрутов, чем на доставку данных. В беспроводной ячеистой сети топология имеет тенденцию быть более статичной, поэтому вычисление маршрутов может сходиться и может происходить доставка данных в их пункты назначения. Следовательно, это централизованная форма беспроводной специальной сети с низкой мобильностью. Кроме того, поскольку он иногда полагается на статические узлы в качестве шлюзов, это не действительно полностью беспроводная одноранговая сеть.

Mesh-клиентами часто являются ноутбуки, сотовые телефоны и другие беспроводные устройства. Сетевые маршрутизаторы перенаправляют трафик на шлюзы и от них, которые могут, но не обязательно, быть подключены к Интернету. Зону покрытия всех радиоузлов, работающих как единую сеть, иногда называют ячеистым облаком. Доступ к этому ячеистому облаку зависит от совместной работы радиоузлов для создания радиосети. Ячеистая сеть надежна и предлагает избыточность. Когда один узел больше не может работать, остальные узлы все еще могут связываться друг с другом напрямую или через один или несколько промежуточных узлов. Беспроводные ячеистые сети могут формироваться и восстанавливаться. Беспроводные ячеистые сети работают с различными беспроводными технологиями, включая 802.11, 802.15, 802.16, сотовые технологии и не должны ограничиваться какой-либо одной технологией или протоколом. См. Также ячеистая сеть.

Содержание

  • 1 Возможности
    • 1.1 Архитектура
    • 1.2 Управление
    • 1.3 Приложения
    • 1.4 Работа
    • 1.5 Сетка с несколькими радиоканалами
    • 1.6 Темы исследований
  • 2 протокола
    • 2.1 Протоколы маршрутизации
    • 2.2 Протоколы автоконфигурации
  • 3 Сообщества и поставщики
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

Функции

Архитектура

Архитектура беспроводной ячеистой сети - это первый шаг к обеспечению рентабельности и низкой мобильности в определенной зоне покрытия. Инфраструктура беспроводной ячеистой сети, по сути, представляет собой сеть маршрутизаторов без кабелей между узлами. Он состоит из одноранговых радиоустройств, которые не нужно подключать к проводному порту, как это делают традиционные WLAN точки доступа (AP). Ячеистая инфраструктура передает данные на большие расстояния, разбивая расстояние на серию коротких переходов. Промежуточные узлы не только усиливают сигнал, но и совместно передают данные из точки A в точку B, принимая решения о пересылке на основе своих знаний о сети, то есть выполняют маршрутизацию, сначала получая топологию сети.

Беспроводные ячеистые сети представляют собой сеть с относительно "стабильной топологией", за исключением случайных отказов узлов или добавления новых узлов. Путь трафика, собираемого от большого количества конечных пользователей, меняется нечасто. Практически весь трафик в ячеистой сети инфраструктуры перенаправляется на шлюз или от него, тогда как в беспроводных одноранговых сетях или клиентских ячеистых сетях трафик проходит между произвольными парами узлов.

Если скорость мобильности между узлами высока, т. е. часто случаются разрывы каналов, начинают выходить из строя беспроводные ячеистые сети и имеют низкую производительность связи.

Управление

Этот тип инфраструктуры может быть децентрализован (с без центрального сервера) или с централизованным управлением (с центральным сервером). Оба являются относительно недорогими и могут быть очень надежными и отказоустойчивыми, поскольку каждому узлу необходимо передавать только до следующего узла. Узлы действуют как маршрутизаторы для передачи данных от ближайших узлов к одноранговым узлам, которые находятся слишком далеко, чтобы достичь их за один переход, в результате чего сеть может охватывать большие расстояния. Топология ячеистой сети должна быть относительно стабильной, то есть не иметь слишком большой мобильности. Если один узел выпадает из сети из-за сбоя оборудования или по любой другой причине, его соседи могут быстро найти другой маршрут, используя протокол маршрутизации.

Приложения

Ячеистые сети могут включать фиксированные или мобильные устройства. Решения столь же разнообразны, как и потребности в связи, например, в сложных условиях, таких как чрезвычайные ситуации, туннели, нефтяные вышки, наблюдение за полем боя, приложения для высокоскоростного мобильного видео на борту общественного транспорта, телеметрия гоночных автомобилей в реальном времени или самообслуживание. организация доступа в Интернет для сообществ. Важным возможным приложением для беспроводных ячеистых сетей является VoIP. Используя схему качества обслуживания, беспроводная сеть может поддерживать маршрутизацию локальных телефонных вызовов через сеть. Большинство приложений в беспроводных ячеистых сетях аналогичны приложениям в беспроводных одноранговых сетях.

Некоторые текущие приложения:

  • США вооруженные силы теперь используют беспроводную ячеистую сеть для подключения своих компьютеров, в основном защищенных ноутбуков, в полевых операциях.
  • Умные электрические счетчики, которые теперь устанавливаются в жилых домах, передают свои показания от одного к другому и в конечном итоге в центральный офис для выставления счетов, без необходимости использования считывателей счетчиков людей или необходимости подключения счетчиков с помощью кабелей.
  • Ноутбуки в программе Один ноутбук на ребенка используют беспроводную ячеистую сеть чтобы студенты могли обмениваться файлами и выходить в Интернет, даже если в их районе нет проводного или сотового телефона или других физических подключений.
  • Google Home, Google Wi-Fi и Google OnHub поддерживают Wi -Fi ячеистая сеть (например, Wi-Fi ad hoc) . Несколько производителей Wi-Fi-маршрутизаторов начали предлагать ячеистые маршрутизаторы для домашнего использования в середине 2010-х.
  • 66-спутниковая группировка Иридиум работает как ячеистая сеть с беспроводными линиями связи между соседними спутниками.. Вызовы между двумя спутниковыми телефонами маршрутизируются через ячеистую сеть, от одного спутника к другому через созвездие, без необходимости проходить через земную станцию ​​. Это сокращает расстояние прохождения сигнала, снижает задержку, а также позволяет группировке работать с гораздо меньшим количеством земных станций, чем требовалось бы для 66 традиционных спутников связи.

Работа

Принцип таков: аналогично тому, как пакеты перемещаются по проводному Интернету - данные переходят от одного устройства к другому, пока в конечном итоге не достигнут пункта назначения. Алгоритмы динамической маршрутизации, реализованные в каждом устройстве, позволяют это осуществить. Чтобы реализовать такие протоколы динамической маршрутизации, каждое устройство должно передавать информацию о маршрутизации другим устройствам в сети. Затем каждое устройство определяет, что делать с полученными данными - либо передать их следующему устройству, либо сохранить, в зависимости от протокола. Используемый алгоритм маршрутизации должен всегда стремиться гарантировать, что данные идут по наиболее подходящему (самому быстрому) маршруту к месту назначения.

Сетка с множеством радиосвязей

Сетка с множеством радиостанций означает наличие разных радиостанций, работающих на разных частотах для соединения узлов в ячейке. Это означает, что для каждого беспроводного перехода используется уникальная частота и, следовательно, выделенная область конфликтов CSMA . Чем больше радиодиапазонов, тем выше пропускная способность за счет более доступных каналов связи. Это похоже на предоставление двойных или множественных радиоканалов для передачи и приема данных.

Темы исследований

В одной из наиболее часто цитируемых статей о беспроводных ячеистых сетях были определены следующие области как открытые исследовательские проблемы в 2005 г.

  • Новая схема модуляции
    • Для достижения более высоких скорость передачи требует новых схем широкополосной передачи, отличных от OFDM и UWB.
  • Расширенная обработка антенны
  • Гибкое управление спектром
    • Огромные усилия по исследованию методов с быстрой перестройкой частоты выполняются для повышения эффективности.
  • Межуровневая оптимизация
    • Межуровневые исследования - популярная текущая тема исследований, когда информация распределяется между различными уровнями связи для повышения уровня знаний и текущего состояния сети. Это могло бы облегчить разработку новых и более эффективных протоколов. Совместный протокол, который решает различные проблемы проектирования - маршрутизацию, планирование, назначение каналов и т. Д. - может обеспечить более высокую производительность, поскольку эти проблемы тесно взаимосвязаны. Обратите внимание, что небрежное межуровневое проектирование может привести к коду, который будет трудно поддерживать и расширять.
  • Программно-определяемые беспроводные сети
    • Централизованные, распределенные или гибридные? - В новой архитектуре SDN для WDN исследуется, что устраняет необходимость в многозвенной лавинной рассылке информации о маршруте и, следовательно, позволяет WDN легко расширяться. Ключевая идея - разделить управление сетью и пересылку данных с помощью двух отдельных частотных диапазонов. Узлы пересылки и контроллер SDN обмениваются информацией о состоянии канала и другой сигнализацией управления сетью в одном из диапазонов, в то время как фактическая пересылка данных происходит в другом диапазоне.
  • Безопасность
    • WMN можно рассматривать как группа узлов (клиентов или маршрутизаторов), которые взаимодействуют для обеспечения связи. Такая открытая архитектура, где клиенты служат маршрутизаторами для пересылки пакетов данных, подвержена множеству типов атак, которые могут прервать работу всей сети и вызвать отказ в обслуживании (DoS) или распределенный отказ в обслуживании (DDoS)..

Протоколы

Протоколы маршрутизации

Существует более 70 конкурирующих схем маршрутизации пакетов в ячеистых сетях. Некоторые из них включают:

  • Маршрутизация на основе ассоциативности (ABR)
  • AODV (вектор расстояния Ad hoc по требованию)
  • BATMAN (лучший подход к мобильной Adhoc сети)
  • Babel (протокол) (протокол векторной маршрутизации для IPv6 и IPv4 со свойствами быстрой сходимости)
  • Dynamic NIx-Vector Routing | DNVR
  • DSDV (Destination-Sequenced Distance -Vector Routing)
  • DSR (Dynamic Source Routing)
  • HSLS (Hazy-Sighted Link State)
  • HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol, протокол обязательной маршрутизации по умолчанию для IEEE 802.11s )
  • Infrastructure Wireless Mesh Protocol (IWMP) для Infrastructure Mesh Network от GRECO UFPB-Brazil
  • OLSR (протокол маршрутизации с оптимизированным состоянием канала)
  • OORP (протокол маршрутизации OrderOne) (Протокол маршрутизации OrderOne Networks)
  • OSPF (Первая маршрутизация по кратчайшему пути)
  • Протокол маршрутизации для сетей с низким энергопотреблением и с потерями (протокол IETF ROLL RPL, RFC 6550 )
  • PWRP (протокол прогнозируемой беспроводной маршрутизации)
  • T ORA (алгоритм временной маршрутизации)
  • ZRP (протокол зональной маршрутизации)

IEEE разработал набор стандартов под названием 802.11s.

Менее подробный список можно найти в Список протоколов специальной маршрутизации.

Протоколы автоконфигурации

Викискладе есть носители, относящиеся к Ячеистой сети.

Стандартные протоколы автоконфигурации, такие как DHCP или автоконфигурация IPv6 без сохранения состояния может использоваться в ячеистых сетях.

Протоколы автоконфигурации для ячеистой сети включают:

  • Протокол специальной конфигурации (AHCP)
  • Упреждающая автоконфигурация (протокол упреждающей автоконфигурации)
  • Протокол динамической конфигурации WMN (DWCP)

Сообщества и провайдеры

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-21 11:56:19
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте