Mesh-сети стандарта 802.11s

Стандарт 802.11s предназначен для беспроводных mesh – сетей WMN (Wireless mesh network). Их называют ячеистыми сетями. Беспроводные mesh-сети называют также MBSS (Mesh BSS, Mesh Basis Service Set). Mesh-сети - новый перспективный класс широкополосных беспроводных сетей передачи мультимедийной информации, который находит широкое применение при построении локальных и распределенных городских беспроводных сетей. Для WMN характерен принцип самоорганизации построения архитектуры, самоконфигурации, самовосстановления, высокой масштабируемости и надежности [92]. WMN отличает от MANET в том, что включает дополнительно отдельную опорную сеть (backbone) из маршрутизаторов, которая и предоставляет ей преимущества перед MANET. На рис. 24.7 приведена архитектура мesh-сети стандарта 802.11s, включающая маршрутизаторы (mesh-routers) [93]. Сеть backbone обычно является фиксированной. Она так же, как и MANET является многошаговой (multihops) и может быть использована для быстрого развертывания в чрезвычайных экстренных ситуациях. По сравнению с мобильными сетями Ad Hoc mesh-сети имеют преимущества в отношении надежности, пропускной способности, подверженности зашумлению. WMN обеспечивает такие возможности, как устойчивость сети при отказе отдельных компонентов, масштабируемость сети, увеличение зоны информационного покрытия в режиме самоорганизации, динамическую маршрутизацию трафика; ретрансляцию кадров между устройствами, не имеющими между собой прямой видимости [89].

Отметим, что изменения в стандарте IEEE 802.11s не затрагивают физический уровень. Все нововведения относятся к МАС-уровню. Кроме того, в стандарте IEEE 802.11s рассматриваются вопросы маршрутизации пакетов в рамках mesh-сети (фактически - сетевой и транспортный уровень модели OSI).

Структура пакетов МАС-уровня в mesh-сети отличается от стандартного формата пакетов сетей 802.11 наличием mesh-заголовка. Для каждого установления соединения предусмотрено отдельное поле в заголовке - время жизни пакета при многошаговой пересылки. Это помогает бороться с зацикливанием. Для борьбы с дубликатами при пересылке предусмотрено поле нумерации пакетов.

Рис. 24.7. Архитектура mesh-сети 802.11s

Приведенные на рис. 24.7 устройства выполняют следующие функции.

Mesh-router. Маршрутизатор сети маршрутизаторов, выполняющий функцию маршрутизации. Имеют несколько интерфейсов и дополнительные источники питания.

Mesh SТА. Терминальные mesh-станции, выполняющие трансляцию и маршрутизацию в соседние узлы.

SТА. Терминальные станции сети стандартов группы 802.11 в режиме инфраструктуры.

Mesh AP. Выполняет функцию точки доступа инфраструктурного режима для подключенных клиентов и функцию маршрутизации с узлами сети маршрутизаторов.

Mesh portal (МР). Выполняет функцию Mesh STA по обеспечению моста к различным сетям. Например, МР может быть шлюзом к WiMAX или UMTS для доступа к Интернету. Для МР характерны большие потоки трафика от пользователей mesh-сетью. Механизм установки соединений IEEE 802.11s основан на периодической посылке стандартного сообщения «открыть соединение». В ответ на него может быть получено сообщение «подтверждение соединения» или «закрытие соединения». Соединение между двумя соседними MP считается установленным тогда и только тогда, когда оба MP послали друг другу команды «открыть соединение» и ответили подтверждением соединения (в любой последовательности). Для каждого установления соединения предусмотрено время жизни, в течение которого оно должно быть использовано. Сеть стандарта определена для малых ячеистых размеров с максимальным числом узлов 64 [93].