Ячеистые сети

 

Ячеистые сети

Современные беспроводные сети передачи данных оказались настолько комфортным и животрепещущим решением, что далековато не сходу замечаешь их технологические огрехи. К примеру, в современном виде
WiFi-сетям присущ ряд очень суровых недочетов, посреди которых и маленький порог масштабирования, и высочайшие задержки, и малый радиус деяния, и низкий уровень безопасности, и почти все другое.
Но веселит, что все эти недостатки можно поправить, при этом технологий-панацей существует много. Мы поведаем о более увлекательной из их.
Кроме «хромающей» безопасности есть у беспроводных сетей, созданных для больших корпоративных сред, и другой, очень приметный недочет — эффект «бутылочного горлышка», проявляющийся при
использовании огромного количества точек доступа. Он выражается в виде резкого понижения пропускной возможности сети, даже при условии довольно широкого наружного канала, соединяющего интрасеть с
наружным миром. Дело тут в том, что точки доступа эталонов 802.11 предоставляют разделяемую среду, в какой на этот момент времени только одна из их может вести передачу данных.
А ведь понижение скорости обмена информацией критично для хоть какого юзера, а тем паче для корпоративного. Как следствие, чтоб достигнуть действенной работы сети, приходится прибегать к
разным ухищрениям, к примеру использовать направленные антенные колонки и особые роутеры, что превращает беспроводные решения в дорогую игрушку.
Разработка, о которой речь пойдет в статье, — Wireless Mesh (ячеистые сети, также именуемые многоузловыми, multi-hop, сетями) расширяет функциональность беспроводного доступа в Веб и
позволяет реализовывать точки доступа с охватом и порогом понижения пропускной возможности на порядок более высочайшим, чем у обычных хот-спотов. Благодаря способности обеспечения защищенного
беспроводного покрытия как снутри помещений, так и на улицах, в городской местности либо в больших населенных пт и районах, Wireless Mesh может быть применена для резвого развертывания, в
частности, сети связи для целей внутренней безопасности либо в случаях чрезвычайных ситуаций в городке.
Но, чтоб осознать достоинства сетей ячеистой топологии, стоит сопоставить их с одноузловыми (single-hop) сетями. Так, в классической беспроводной сети эталона 802.11 несколько клиентов подключается
по прямому соединению с точкой доступа. Такие сети именуются одноузловыми. В многоузловой сети хоть какое устройство с способностями беспроводной связи способно выступать как в роли маршрутизатора, так и
точки доступа.
Если наиблежайшая точка доступа перегружена, данные перенаправляются к наиблежайшему незагруженному узлу. Блок данных продолжает передвигаться от 1-го узла к другому, пока не достигнет места
предназначения. Примером многоузловой сети (исключительно в кабельном выполнении) может служить Веб. Как и в случае с беспроводными mesh-сетями, сообщение электрической почты не пересылается получателю
впрямую. Заместо этого оно передается от 1-го сервера к другому по более действенному маршруту, зависимо от загруженности сетей.
Интеллектуальность вообщем является одной из особенностей сетей Wireless Mesh, и можно сказать, что она интегрирована конкретно в сеть и обеспечивает высочайший уровень надежности, а это
важно как в критических случаях, так и для мобильных удаленных служащих. Как точка доступа установлена и включена, она автоматом обнаруживает другие точки доступа и «выясняет» свою
роль в сети. Это исключает необходимость ручного администрирования сети и играет важную роль для оперативного развертывания оборудования. Как сеть запускается в эксплуатацию, она начинает
автоматом управлять собственной работой, благодаря функциям самовосстановления и самоадаптации. Если точка доступа отключается либо какой-нибудь сектор сети оказывается перегруженным, сеть автоматом
переопределяет маршруты передачи данных меж точками, что позволяет предупредить сбои коммуникаций.
Стоит увидеть: мысль беспроводных ячеистых сетей не нова и уже успела получить распространение в промышленных распределенных системах сбора и обработки данных (схема).

Схема. Архитектура Wireless Mesh
Тут в качестве узлов сети употребляются датчики со интегрированной логикой либо преобразователи (transducers), которые не только лишь собирают данные, да и делают их подготовительную обработку. Это
позволяет передавать только полезную информацию и значительно понизить трафик в сети. Но более обширное распространение ячеистые сети должны получить в сфере информационных технологий. Например,
на прошлогодней сессии Intel Developer Forum была продемонстрирована действующая реализация большой mesh-сети. На самом деле, это стандартная беспроводная сеть 802.11, в дополнение к системе базисных точек
доступа способная «достраивать» себя за счет присоединенных в нее клиентских устройств — индивидуальных компов, КПК, сотовых телефонов. Таким макаром, все клиенты в ее рамках становились узлами сети
и могли учавствовать в передаче данных, что, естественно, сделало всю структуру более гибкой, надежной и производительной за счет возникновения дополнительных путей прохождения инфы.
А сейчас побеседуем о технической стороне вопроса. Сетевой микропроцессор, логика и беспроводной интерфейс сосредоточены снутри каждого узла — участника сети, потому необходимость в централизованной
коммутации исчезает. Другими словами, топология ячеистых сетей предугадывает или прямую связь меж образующими их узлами, или транзитную передачу данных меж источником и получателем.
Как следует, перед тем как начать обмен данными, каждый узел должен «решить», будет ли он делать функции точки доступа, служить транзитным устройством либо соединять обе роли. Дальше личные
узлы определяют собственных соседей, используя протокол типа «запрос/ответ». После окончания процедуры обнаружения узлы замеряют свойства коммуникационных каналов: мощность принимаемого сигнала,
пропускную способность, задержку и частоту ошибок. Узлы обмениваются этими значениями, а потом на их базе каждый узел выбирает лучший маршрут коммуникаций со своими соседями.
Процессы обнаружения и выбора более подходящего маршрута производятся в фоновом режиме, так что каждый узел располагает животрепещущим перечнем соседей. В случае недоступности по тем либо другим
причинам какого-нибудь узла примыкающие могут стремительно реконфигурировать свои таблицы и вычислить новый лучший маршрут. Способность самоконфигурации и самовосстановления делает ячеистые сети очень
надежными. Беспроводные ячеистые сети могут состоять из сотен и даже тыщ узлов, что позволяет просто расширять их и обеспечивать нужную избыточность. Отменная иллюстрация данного механизма —
электрическая почта, ее сообщения разбиваются на пакеты, передаваемые через Веб по различным маршрутам. Потом пакеты опять собираются в единое сообщение, которое и приходит в почтовый ящик
получателя. Таким макаром, внедрение множественных маршрутов доставки данных увеличивает эффективность пропускной возможности сети.
Физические характеристики беспроводных коммуникационных каналов таковы, что на более маленьких расстояниях пропускная способность сети выше. Предпосылкой могут быть помехи и другие действующие на утрату данных
причины, чье действие скапливается по мере роста расстояния. И поэтому одним из методов увеличения пропускной возможности сети становится передача данных через несколько узлов, разбитых
маленькими расстояниями. Таковой механизм и реализуется в сетях ячеистой топологии. Благодаря тому, что для передачи данных на более недлинные расстояния требуется наименьшая мощность, многоузловая сеть
может обеспечить более высшую общую пропускную способность, сразу удовлетворяя всем законодательным требованиям к устройствам радиосвязи, ограничивающим наивысшую мощность
передатчиков.
Узлы остаются полностью автономными устройствами, способными без помощи других управлять своим функционированием, и в то же время являются компонентом общей сети, допускающим управление из центральной
точки. Используя SNMP, сисадмин может делать мониторинг и изменять отдельные элементы, узлы, домены либо всю сеть, а протокол обнаружения только упрощает данную задачку
средством поиска и локализации отдельных узлов для их отображения на экране управления.
Следует учитывать, что пространственное разделение — очередное преимущество сетей ячеистой топологии по сопоставлению с одноузловыми сетями. Как уже было отмечено, в одноузловой сети все устройства
вместе употребляют одну точку доступа. Если несколько устройств пробуют сразу воспользоваться сетью, могут появляться виртуальные «заторы», замедляющие ее работу. В противоположность этому в
сетях ячеистой топологии огромное количество устройств могут подключаться сразу через различные узлы, но производительность сети не непременно усугубляется. Более недлинные расстояния передачи данных в сетях
ячеистой топологии позволяют уменьшить воздействие помех и выполнить одновременную передачу пространственно разбитых потоков инфы (таблица 1).

 
 
 

0 - Количество комментариев

Оставьте комментарий.

 
 

Оставьте комментарий