Беспроводная сетчатая сеть

Материал из wikixw
Перейти к навигации Перейти к поиску

Беспроводная сетчатая сеть (WMN) - это коммуникационная сеть, состоящая из радиоузлов, организованных в сетчатую топологию. Это также может быть форма беспроводной специальной сети.

Сетка относится к богатым взаимосвязям между устройствами или узлами. Беспроводные сетчатые сети часто состоят из сетчатых клиентов, сетчатых маршрутизаторов и шлюзов. Подвижность узлов встречается реже. 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, так что маршруты вычисления могут сходиться, и может происходить доставка данных к месту назначения. Следовательно, это низкомобильная централизованная форма беспроводной разовой сети. Кроме того, поскольку он иногда полагается на статические узлы, чтобы действовать как шлюзы, это не действительно полностью беспроводная специальная сеть.

Клиентами Mesh часто являются ноутбуки, мобильные телефоны и другие беспроводные устройства. Сетчатые маршрутизаторы перенаправляют трафик на шлюзы и обратно, которые могут быть подключены к Интернету, но не обязательно. Зона покрытия всех радиоузлов, работающих как единая сеть, иногда называется сетчатым облаком. Доступ к этому сетчатому облаку зависит от радиоузлов, работающих вместе для создания радиосети. Сетевая сеть надежна и обеспечивает избыточность. Когда один узел больше не может работать, остальные узлы все еще могут взаимодействовать друг с другом, напрямую или через один или несколько промежуточных узлов. Беспроводные сетчатые сети могут самостоятельно формироваться и самоизлечиваться. 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 сетевое взаимодействие.

Схема, показывающая возможную конфигурацию для проводной-беспроводной ячеистой сети, подключенной вверх по течению через канал VSAT (нажмите, чтобы увеличить)

Особенности[править]

Архитектура[править]

Беспроводная сетчатая архитектура - это первый шаг к обеспечению экономичной и низкой мобильности в определенной зоне покрытия. Беспроводная сетевая инфраструктура-это, по сути, сеть маршрутизаторов за вычетом кабелей между узлами. Он построен из одноранговых радиоустройств, которые не должны быть подключены к проводному порту, как традиционные точки доступа WLAN (AP) делать. Сетевая инфраструктура переносит данные на большие расстояния, разделяя расстояние на серию коротких переходов. Промежуточные узлы не только усиливают сигнал, но и совместно передают данные из точки А в точку Б, принимая решения о переадресации на основе своих знаний о сети, то есть выполняют маршрутизацию, предварительно определяя топологию сети.

Беспроводные сетчатые сети-это относительно "стабильная топология" сети, за исключением случайных сбоев узлов или добавления новых узлов. Путь трафика, агрегируемого из большого числа конечных пользователей, меняется нечасто. Практически весь трафик в инфраструктурной сетчатой сети направляется либо к шлюзу, либо от него, в то время как в беспроводных специальных сетях или клиентских сетчатых сетях трафик проходит между произвольными парами узлов.

Если скорость мобильности между узлами высока, то есть разрывы связи происходят часто, беспроводные сетчатые сети начинают разрушаться и имеют низкую производительность связи.

Управление[править]

Этот тип инфраструктуры может быть децентрализованным (без центрального сервера) или централизованно управляемым (с центральным сервером).[4] оба они относительно недороги и могут быть очень надежными и устойчивыми, так как каждый узел должен передавать только до следующего узла. Узлы действуют как маршрутизаторы для передачи данных от соседних узлов к одноранговым узлам они находятся слишком далеко, чтобы достичь их одним прыжком, что приводит к созданию сети, способной охватывать большие расстояния. Топология ячеистой сети должна быть относительно стабильной, т. е. не слишком подвижной. 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[править]

Сотовые сети могут включать в себя как стационарные, так и мобильные устройства. Эти решения столь же разнообразны, как и коммуникационные потребности, например, в сложных условиях, таких как чрезвычайные ситуации, туннели, нефтяные вышки, наблюдение за полем боя, высокоскоростные мобильные видеоприложения на борту общественного транспорта, телеметрия гоночных автомобилей в реальном времени или самоорганизующийся доступ в Интернет для сообществ. Важным возможным приложением для беспроводных сотовых сетей является VoIP. Используя схему качества обслуживания, беспроводная сеть может поддерживать маршрутизацию местных телефонных звонков через эту сеть. Большинство приложений в беспроводных сетчатых сетях аналогичны приложениям в беспроводных специальных сетях.

Некоторые текущие приложения:

  • Вооруженные силы США в настоящее время используют беспроводную сетевую сеть для подключения своих компьютеров, в основном усиленных ноутбуков, в полевых операциях.[цитата необходима]
  • Электрические интеллектуальные счетчики, которые теперь развертываются на жилых домах, передают свои показания от одного к другому и в конечном итоге в центральный офис для выставления счетов, без необходимости в человеческих считывателях счетчиков или необходимости соединять счетчики кабелями.
  • Ноутбуки в программе One Laptop per Child используют беспроводную сетевую сеть, чтобы студенты могли обмениваться файлами и выходить в интернет, даже если у них нет проводного или мобильного телефона или других физических соединений в их районе.
  • Google Home, Google Wi-Fi и Google OnHub поддерживают сеть Wi-Fi mesh (то есть Wi-Fi ad hoc). несколько производителей маршрутизаторов Wi-Fi начали предлагать сетчатые маршрутизаторы для домашнего использования в середине 2010-х годов.
  • 66-спутник Iridium constellation работает как сетчатая сеть с беспроводной связью между соседними спутниками. Звонки между двумя спутниковыми телефонами передаются через сетку, от одного спутника к другому через созвездие, без необходимости проходить через земную станцию. Это обеспечивает меньшее расстояние прохождения сигнала, сокращая задержку, а также позволяет созвездию работать с гораздо меньшим количеством наземных станций, чем требовалось бы для 66 традиционных спутников связи.

Операция[править]

Этот принцип аналогичен тому, как пакеты перемещаются по проводному интернету—данные перескакивают с одного устройства на другое, пока в конечном итоге не достигнут места назначения. Алгоритмы динамической маршрутизации, реализованные в каждом устройстве, позволяют это сделать. Для реализации таких протоколов 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 на следующее устройство, либо сохранить, в зависимости от протокола. Алгоритм маршрутизации используемый должен всегда стремиться к тому, чтобы данные шли наиболее подходящим (быстрым) маршрутом к месту назначения.

Мульти-радио сетка[править]

Мультирадиосеть относится к наличию различных радиостанций, работающих на разных частотах для соединения узлов в сетке. Это означает, что для каждой беспроводной сети используется уникальная частота hop и, таким образом, выделенный домен столкновения CSMA. С больше диапазонов радиосвязи, пропускная способность связи, вероятно, увеличится в результате более доступных каналы общения. Это похоже на предоставление двух или нескольких радиоканалов для передачи данных и получать данные.

Темы исследований[править]

В одной из наиболее часто цитируемых работ по беспроводным сетевым сетям в 2005 году в качестве открытых исследовательских проблем были определены следующие области

  • Новая схема модуляции
    • Для достижения более высокой скорости передачи требуются новые широкополосные схемы передачи, отличные от OFDM и UWB.
  • Усовершенствованная обработка антенн
    • Далее исследуются передовые технологии обработки антенн , включая направленную, интеллектуальную и множественную антенные технологии, поскольку их сложность и стоимость все еще слишком высоки для широкой коммерциализации.
  • Гибкое управление спектром
    • Для повышения эффективности предпринимаются огромные усилия по исследованию частотно-гибких методов.
  • Межслойная оптимизация
    • Межуровневые исследования-это популярная в настоящее время тема исследований, где информация передается между различными коммуникационными слоями для увеличения знаний и текущего состояния сети. Это могло бы способствовать разработке новых и более эффективных протоколов. Совместный протокол, который решает различные проблемы проектирования-маршрутизацию, планирование, назначение каналов и т. д.—может достичь более высокой производительности, так как эти проблемы сильно взаимосвязаны.[9] обратите внимание, что небрежное межслойное проектирование может привести к тому, что код будет трудно поддерживать и расширять.
  • Программно-определяемая беспроводная сеть
    • Централизованный, распределенный или гибридный? - В[11] исследуется новая архитектура SDN для WDNs, которая устраняет необходимость в многопереходном потоке маршрутной информации и, следовательно, позволяет WDNs легко расширяться. Ключевая идея состоит в том, чтобы 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 группу узлов (клиентов или маршрутизаторов), которые взаимодействуют для обеспечения подключения. Такая открытая архитектура, где клиенты служат маршрутизаторами для пересылки пакетов данных, подвержена многим типам атак, которые могут прервать всю сеть и вызвать отказ в обслуживании (DoS) или распределенный отказ в обслуживании (DDoS).

Протоколы[править]

Протоколы маршрутизации[править]

Существует более 70 конкурирующих схем маршрутизации пакетов по сетевым сетям. Некоторые из них включают в себя:

  • Маршрутизация на основе ассоциативности (ABR)[1]
  • Aodv (ad hoc On-Demand Distance Vector)
  • B. A. T. M. A. N. (Лучший Подход К Мобильным Сетям Adhoc)
  • Babel (protocol) (протокол маршрутизации векторов расстояний для IPv6 и IPv4 со свойствами быстрой конвергенции)
  • Динамическая Nix-векторная маршрутизация / DNVR[13]
  • DSDV (Destination-Sequenced Distance-векторная маршрутизация)
  • DSR (динамическая маршрутизация источника)
  • HSLS (Состояние связи с туманным зрением)
  • HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol, обязательный протокол маршрутизации по умолчанию IEEE 802.11 s)
  • Infrastructure Wireless Mesh Protocol (IWMP) for Infrastructure Mesh Networks by GRECO UFPB-Бразилия[14]
  • OLSR (оптимизированный протокол маршрутизации состояния канала)
  • OORP (Orderone Routing Protocol) (OrderOne Networks Routing Protocol)
  • OSPF (Open Shortest Path First Routing)
  • Протокол маршрутизации для сетей с низким энергопотреблением и потерями (IETF ROLL RPL protocol, RFC 6550)
  • PWRP (Predictive Wireless Routing Protocol)[15]
  • TORA (Temporally-Ordered Routing Algorithm)
  • ZRP (протокол маршрутизации зон)

IEEE разработала набор стандартов под названием 802.11 s.

Менее подробный список можно найти в списке ad hoc routing protocol list.

Протоколы автоконфигурации[править]

Стандартные протоколы автоконфигурации, такие как DHCP или IPv6 без состояния автоконфигурации, могут использоваться в сотовых сетях.

Специфичные для ячеистой сети протоколы автоконфигурации включают в себя:

  • Ad Hoc Configuration Protocol (AHCP)
  • Проактивная Автоконфигурация (Proactive Autoconfiguration Protocol)
  • Динамический протокол конфигурации WMN (DWCP)

Сообщества и поставщики[править]

См. также[править]

Пруф[править]

.rfwireless-world.com/Terminology/Advantages-and-Disadvantages-of-Wireless-Mesh-Network.html

Источник — https://wikixw.ru/index.php?title=Беспроводная_сетчатая_сеть&oldid=21293