В конце августа Теплица социальных технологий проводила мастерскую по созданию Mesh-сети. Мы пригласили специалиста по Mesh-сетям Станислава Славкова, описавшего их преимущества для государственного, частного и бизнес-секторов и создавшего mesh-соединение в реальном времени.
Что такое mesh-сеть?
Mesh-сеть – это объединение компьютеров не по традиционной технологии – клиенты и точка доступа, – а такое объединение, при котором сигнал и трафик между компьютерами либо другими устройствами маршрутизируется напрямую через компьютеры, без участия какого-то централизованного сервера.
Плюсы данной технологии
Плюсы данной технологии вполне очевидны – если случается какая-либо чрезвычайная ситуация и сетевой центральный узел выходит из строя, то, соответственно, пропадает связь со всеми узлами сети.
Если же из стоя вышел один узел при использовании mesh-технологии, то просто перестроится топология сети. При отправке сообщения будет извещение о том, что узел недоступен, и будет выбран другой альтернативный путь.
CJDNS – безопасная сеть для обычных людей
Существуют разные виды mesh-сетей, например, CJDNS . Эта сеть интересна тем, что в ее структуре используется IPv6 -технология – протокол, который имеет перспективу внедрения в Интернете. Кроме того, сеть CJDNS является безопасной сетью и предназначена для обычных людей.
Она является безопасной, потому что весь трафик внутри данной сети шифруется по стандартному протоколу приватных и публичных ключей. Т.е. когда один человек что-то передает второму человеку, то расшифровать ее может только второй человек.
Приватность и анонимность
Многие знают о существовании таких вещей, как СОРМ и PRISM . Для государства это, очевидно, полезные практики – они помогают отслеживать террористов и т.д. Но, в то же самое время, мало кому приятно, что их личную информацию и сообщения может читать правительство. При использовании mesh-сетей информация доходит только до того человека, кому она предназначается.
При этом, сеть CJDNS является приватной, но не анонимной. Что это значит?
Приватность – это когда вы отсылаете сообщение своему другу и прочитать его может только ваш друг. С другой стороны, можно с достаточной точностью установить автора. Это принципиальное отличие между сетью CJDNS и такими анонимными сетями, как , Tor и т.д. Сеть CJDNS позиционируется больше как открытая дружественная сеть и замена существующим протоколам в Интернете.
Где может быть использована mesh-сеть?
Во-первых, поскольку идет повсеместное использование шифрования, mesh-сеть можно использовать во всех сферах, где критична передача информации в зашифрованном виде. Плюс CJDNS в том, что весь трафик, который передается через нее, уже зашифрован. В то же самое время, поскольку все программы видят данную сеть как обычное сетевое подключение, то они, если они поддерживают IPv6, могут работать и с данной сетью.
Также, у CJDNS, по сравнению с обычными сетями, лучше покрытие. Например, если представить, что у вас дома стоит один роутер, у ваших соседей еще два роутера и т.д., то вы, сидя у себя в квартире, можете видеть 5–6 точек доступа, открытых или закрытых, в зависимости от наличия паролей. Минус заключается в том, что вы к ним подключиться не можете, если они закрыты паролем, и у каждого есть свой канал доступа связи с Интернетом. Если использовать mesh-сеть, причем не обязательно CJDNS, то данные точки будут объединяться вместе, и при перегрузке на одной точке трафик будет идти в канал другой точки. Соответственно, также увеличивается покрытие сети, потому что будет идти автоконфигурация каналов, чтобы исключить интерференцию – чтобы каналы друг с другом не пересекались и точки доступа не заглушали друг друга.
Особенности CJDNS
Особенностями CJDNS является маршрутизация и DHT.
Атака Man-in-the-middle (человек посередине) – это такая атака, когда между вами и сервером, куда вы отправляете данные, находится еще одно устройство, которое может прослушивать трафик и передавать его дальше.
Атака «Man in the middle»
В обычных сетях этого избегают следующим образом: когда вы, например, заходите в Интернет-банк, там используется HTTPS -шифрование, вы видите сертификат, подтверждающий, что этот узел – это действительно банк, а не какой-то другой узел.
В сети CJDNS используется немного другая технология. Поскольку в сети существуют публичные и приватные ключи, когда вы посылаете информацию, которая закодирована вашим приватным ключом, либо публичным ключом того человека, которому вы данные передаете, прочитать ее может только обладатель ключа. Между может быть неограниченное число людей, которые захотят прослушать эту информацию, но у них этого не получится, потому что у них нет соответствующих ключей.
Кроме того, хотелось бы отметить, что технология DPI в этой сети не может быть использована в принципе. DPI – это такая технология, которая занимается глубоким анализом трафика. Для провайдеров она очень выгодна, для обычных людей – нет.
Провайдеры с помощью данной технологии могут понижать приоритет для торрент-трафика, могут при обнаружении определенных фраз или поисковых запросов либо сохранять историю, либо даже подменять результаты поиска.
При CJDNS, поскольку все пакеты зашифрованы, провести анализ того, что находится внутри пакета, в принципе, невозможно. Таки образом достигается тайна переписки, тайна любой информации и невозможность приоритезации трафика.
Кому нужны mesh-сети?
1. Бизнесу
Во-первых, mesh-сети могут быть использованы в бизнесе. Например, сейчас на улицах множество терминалов оплаты и банкоматов, и все они тоже как-то подключаются к Интернету. В основном, это 3G или 4G модемы от операторов сотовой связи. С одной стороны, это, конечно, простое и хорошее решение, но, с другой стороны, обычно у них сильно завышены цены, а скорость получения и передачи информации очень низка.
При использовании mesh-сети, если район уже покрыт mesh-сетью, дополнительный установленный узел будет не только получать доступ к Интернету и к сети CJDNS, но и сам выступать в роли ретранслятора и, соответственно, улучшать суммарный сигнал сети.
Кроме того, в сети CJDNS возможно резервирование канала – в ситуации, когда сеть оказывается перегружена, направление трафика может быть изменено, и, таким образом, мы получим разнесение нагрузки, что гарантирует то, что связь не пропадет из-за перегрузки сети (как, например, бывает в Новый год).
2. Государству
Казалось бы, зачем государству нужны mesh-сети, если они, фактически, бесконтрольны? Потому что, в то же самое время, это самый дешевый доступ к Интернету. По сути, если мы ставим одну точку доступа к сети CJDNS в одном доме, а потом по социальной программе раздаем роутеры в каждую квартиру, то это значительно упрощает монтаж и подключение новых абонентов, а также увеличивает емкость сети и суммарно увеличивает скорость сети.
Затем, поскольку государству выгодно, чтобы электронные услуги были простыми и доступными для граждан, граждане с помощью сети смогут получить к таким услугам доступ довольно быстро. И, опять же, это бесплатно.
3. Провайдеру
Плюсы для провайдеров – это легкость настройки сети. Также будет осуществляться демонополизация, потому что если данная сеть будет, она, по сути, будет едина, но проблему последней мили могут решить именно провайдеры, которые будут устанавливать соединения между сегментами этой сети, повышать емкость этой сети с помощью прокладки дополнительных каналов, либо установки точек доступа, которые будут доступны потребителям. Кроме того, никто не мешает провайдеру сделать CJDNS-сеть с паролем и за небольшие деньги предоставлять к ней доступ. Но в дальнейшем, как я уже говорил, это возможно пропадет, потому что появятся открытые аналоги.
Обновлено: 01.09.2019
Беспроводные Mesh сети подходят для офисов, загородных домов и предприятий, которым необходимо в кратчайшие сроки обеспечить подключение в условиях, где сложно проложить кабель, например это коттеджи с завершенной внутренней отделкой, арендуемые помещения или временные офисы, проведение конференций и мероприятий на открытых площадках.
Беспроводная ячеистая сеть существует с ранних времен Wi-Fi, и в последнее время ей уделяется все больше внимания. Для корпоративного рынка и домашнего сегмента Wi-Fi Mesh система особенно актуальна в условиях, когда нецелесообразно использовать кабели.
Что такое Wi-Fi Mesh и как работает эта технология?
У слова Mesh много значений и одно из них переводится как ячейка сети.
Wi-Fi Mesh использует несколько устройств в помещении, чтобы создать единую бесшовную сеть. Каждый из них называется «узлом», и все они работают вместе, чтобы распространять Wi-Fi сигнал на весь дом или офис. Один узел обычно подключается к маршрутизатору через Ethernet кабель, а остальные узлы располагаются в тех помещениях, где вам нужен Wi-Fi. Поддерживается автоматическое подключение клиента к любому узлу с самым сильным сигналом, а при перемещении обеспечивается бесшовный Wi-Fi роуминг .
Для небольших ячеистых сетей может потребоваться только одна сетевая точка доступа, подключенная к проводной сети. Крупные сети требуют подключения нескольких ячеистых точек доступа к сети для поддержки беспроводных подключений.
Mesh систему можно рассматривать как группу обычных роутеров, они все равны между собой (сеть одноранговая), после включения их в электрическую розетку они настраиваются через мобильное приложение на смартфоне и автоматически подключаются к другим участникам сети. За счет использования алгоритма адаптивной динамической маршрутизации при соединении узлов выбираются оптимальные маршруты. Многие поставщики поддерживают IEEE , и , что обеспечивает плавный бесшовный перевод клиента с одного узла сети к другому даже при передаче потокового HD видео. Возможна работа в двух диапазонах частот 2,4 ГГц и 5 ГГц, при этом обеспечивается механизм Band Steering и Beamforming. На 2019 год устройства поддерживают и MU-MIMO до 3 пространственных потоков.
Какие функции могут быть заложены в Mesh узлы?
AP Steering
При перемещении беспроводных клиентов между соседними Mesh узлами с поддержкой AP Steering клиент автоматически будет подключен к соседней точке доступа с наиболее сильным сигналом.
Backhaul
Транспортный канал, по которому пакеты данных передаются между узлами Mesh сети и затем отправляются в Интернет. На рынке есть трехдиапазонные системы, где транзитное соединение происходит на отдельном 5 ГГц канале. Те же точки могут иметь гигабитные Ethernet порты для организации проводного транзитного соединения, но для этого потребуется сверлить отверстия в стенах и тянуть кабель, что не всегда возможно.
Band Steering
Эта функция помогает определять, поддерживает ли клиентское устройство двухдиапазонное подключение (т.е. оснащен ли клиент Wi-Fi адаптером, который может работать на частотных диапазонах 2,4 или 5 ГГц). Точка будет автоматически подталкивать двухдиапазонных клиентов к подключению к наименее перегруженной сети, которая обычно работает в полосе частот 5 ГГц.
BeamForming
Дополнительная функция стандарта 802.11ac и 802.11ax , которая улучшает использование полосы пропускания беспроводной сети за счет фокусировки радиосигналов, чтобы больше данных достигало клиента и меньше излучалось в атмосферу. Маршрутизатор с поддержкой формирования луча знает, где находятся его клиенты в физическом пространстве и способен фокусировать радиосигналы, которыми они обмениваются с клиентами.
Двухдиапазонный или трехдиапазонный
Двухдиапазонный Wi-Fi-маршрутизатор работает в двух отдельных сетях: одна на полосе частот 2,4 ГГц, а вторая на менее загруженной полосе частот 5 ГГц. Некоторые типы трехдиапазонных маршрутизаторов разделяют полосу частот 5 ГГц, используя одну полосу каналов, доступных в спектре 5 ГГц, для создания второй сети, и другую полосу каналов в этом спектре для работы третьей сети. Существуют трехдиапазонные маршрутизаторы которые работают с сетями в диапазонах 2,4 и 5 ГГц, а третья сеть использует спектр, доступный в диапазоне 60 ГГц, хотя в последнее время эта технология потеряла популярность.
Ethernet-порты
Маршрутизатор должен иметь как минимум два проводных Ethernet-порта (100 Мбит/с или 1 Гбит/с). Один порт (WAN или глобальная сеть) подключается к вашему широкополосному шлюзу (например, по оптике). Другой (LAN или локальная сеть) подключает любого проводного клиента. Некоторые сетевые Wi-Fi-маршрутизаторы имеют автоматически настраиваемые порты, которые становятся WAN или LAN в зависимости от настроек. Вы можете увеличить количество Ethernet портов, подключив коммутатор к одному из портов локальной сети.
Mesh узлы обычно имеют два Ethernet порта, поэтому они могут служить беспроводным мостом для устройств, у которых нет собственных адаптеров Wi-Fi. Кроме того, вы можете использовать один из портов узла для передачи данных с помощью витой пары, которая на другом конце подключена к маршрутизатору.Гостевая сеть. Это виртуальная сеть, которая предоставляет вашим гостям доступ к Интернету, блокируя доступ к вашим компьютерам, сетевым хранилищам и другим сетевым клиентам.
Топология сети звезда vs Mesh
В топологии "звезда" каждая точка беспроводного доступа обменивается пакетами данных непосредственно с маршрутизатором. В ячеистой сети точки беспроводного доступа, удаленные от маршрутизатора, могут передавать пакеты данных через своих ближайших соседей, пока пакеты не достигнут маршрутизатора (и наоборот).
MU-MIMO
Аббревиатура MU-MIMO обозначает многопользовательский, множественный вход / множественный выход. MIMO описывает способ отправки и приема более одного сигнала данных с использованием одного и того же радиоканала. Это достигается с помощью метода, известного как пространственное мультиплексирование. В своей первоначальной реализации в маршрутизаторах клиентские устройства должны были по очереди обмениваться данными с маршрутизатором в стиле циклического перебора. Переключение происходило достаточно быстро, поэтому прерывания были незаметны, но это снижало общую скорость передачи. Эта схема известна как SU-MIMO (однопользовательский MIMO). Как вы уже, наверное, догадались, MU-MIMO позволяет нескольким клиентским устройствам обмениваться данными с маршрутизатором одновременно без прерывания, что значительно увеличивает скорость передачи. И маршрутизатор, и клиент должны поддерживать MU-MIMO, чтобы эта схема работала.
Пространственные потоки (Spatial Streams)
Мультиплексированные сигналы, описанные в MU-MIMO выше, называются пространственными потоками. Количество радиоприемников и антенн в маршрутизаторе определяет, сколько пространственных потоков он может поддерживать; и метод, используемый для кодирования данных, в сочетании с шириной полосы канала определяет, сколько данных может поместиться в каждом потоке. Маршрутизатор 802.11ac, использующий каналы шириной 80 МГц, может обеспечить пропускную способность примерно 433 Мбит/с на один пространственный поток.
Пространственные потоки работают параллельно, поэтому их добавление сродни добавлению полос на дороге. Когда маршрутизатор MIMO 2x2 802.11ac (два пространственных потока для передачи и два для приема) может обеспечивать пропускную способность до 867 Мбит/с, маршрутизатор MIMO 4x4 802.11ac может обеспечивать скорость до 1733 Мбит/с. Конечно, это все чисто теоретические числа, и они не учитывают издержки протоколов, соотношения сигнал/шум, картину интерференции и другие факторы, поэтому на практике такую высокую производительность не получить.
Родительский контроль
Интернет может небезопасным местом для посещения его детьми. Родительский контроль в маршрутизаторе предоставляет некоторую защиту, ограничивая места,.куда можно ходить, а куда нельзя. Можно устанавливать ограничения по времени, в течение которого устройству разрешено находиться в сети. Реализация методов и их эффективность сильно различаются у разных производителей. Но самая лучшая защита, это вести открытый и откровенный диалог со своими детьми.
Качество обслуживания (QoS)
Описывает способность маршрутизатора идентифицировать различные типы пакетов данных, проходящих по сети, и затем назначать этим пакетам более высокий или низкий приоритет. Например, потоковое видео или вызовы VoIP (передача голоса по Интернет-протоколу) должны передаваться с более высоким приоритетом, чем загрузка файлов, поскольку первые не допускают прерываний. Ожидание загрузки файла намного предпочтительнее, чем просто глючное видео.
Оценки скорости Wi-Fi
Поставщики обычно продают свои маршрутизаторы 802.11ac (и клиентские адаптеры Wi-Fi 802.11ac), комбинируя значения пропускной способности для каждой из сетей маршрутизатора. Двухдиапазонный маршрутизатор, способный выдавать 400 Мбит/с в полосе частот 2,4 ГГц и 867 Мбит/с в полосе частот 5 ГГц, можно охарактеризовать как маршрутизатор AC1300 (с округлением до 1267, естественно). Конечно, вы не сможете использовать пропускную способность 1300 Мбит/с (или даже 1267 Мбит/с), потому что невозможно объединить сети 2,4 и 5 ГГц. Но классификации, по крайней мере, дают точку сравнения.
Чем Wi-Fi Mesh отличается от WDS и Wi-Fi Range Extender
Хотите усилить Wi-Fi сигнал и расширить зону беспроводного покрытия в загородном доме или офисе? Тогда нужно понимать разницу между расширителем Wi-Fi (Wi-Fi Range Extender) и системой Mesh.
Технология ячеистой Wi-Fi сети отличается от функции распределенной беспроводной системы (WDS - Wireless Distribution System), поддерживаемой большинством маршрутизаторов и точек доступа. Хотя обе могут расширять сеть Wi-Fi без использования Ethernet, между этими двумя технологиями есть некоторые существенные различия. Mesh - это, по сути, более умная версия WDS, которую проще настраивать и развертывать.
Недостатки WDS
- Обычно WDS позволяет настроить точки доступа для беспроводного подключения к другой точке, имеющей проводное сетевое соединение. Беспроводные соединения с узлами AP обычно являются статическими и требуют ручной настройки MAC-адресов.
- Кроме того, количество беспроводных каналов между AP ограничено, и безопасность / шифрование беспроводных AP может быть затруднено.
- Кроме того, каналы WDS обычно используют тот же радиоканал, что и обычный трафик Wi-Fi, а это снижает производительность сети.
Любой нод сети может беспроводным образом подключаться к другим узлам Mesh сети, которые имеют проводное или беспроводное соединение с сетью. Такие точки доступа, как правило, имеют выделенный радиоканал для связи между ячейками, а обычный двухдиапазонный АР обслуживает Wi-Fi пользователей.
WLAN соединения между Mesh узлами самонастраивающиеся, и поддерживают самовосстанавливающиеся многолучевые соединения. Это помогает упростить настройку и обеспечивает лучшую надежность. Спроектировано все таким образом, что если одна AP ячейки выходит из строя или среда изменяется и отрицательно влияет на беспроводную линию, произойдет поиск другой AP ячейки или лучшего пути к хосту (то, что подключено проводом к Интернет-каналу).
Расширители (бустеры) Wi-Fi сигнала
Wi-Fi Extender- это простое устройство, которое расширяет зону покрытия Wi-Fi сигналом, ретранслируя его дальше в ваш дом. Wi-Fi расширители также иногда называют Wi-Fi “бустерами” или “ретрансляторами”, но означает это одно и тоже - они расширяют зону покрытия вашего Wi-Fi-сигнала. Эти устройства обычно подключаются к домашнему маршрутизатору через Wi-Fi, но некоторые модели также допускают подключения через Ethernet или Powerline.
Если установить расширитель диапазона, он напрямую свяжется с маршрутизатором и будет ретранслировать свой сигнал, часто в виде собственной отдельной Wi-Fi сети. В итоге вы получите две сети - например, "MyNetwork" для верхних этажей и "MyNetwork_EXT" для нижних. При этом устройства останутся подключенными к одной из сетей до тех пор, пока они полностью не выйдут из зоны ее действия. Если вручную не переключаться между сетями во время движения у вас будет слабый сигнал и маленькая скорость в нескольких точках вашего дома.
Недостатки Wi-Fi расширителей
- Повторение Wi-Fi сигнала неэффективно - расширитель просто прослушивает каждый пакет и ретранслирует его. Там нет внутренней логики, которая отправляет пакеты по нужному маршруту.
- Большинство расширителей диапазона сокращают полосу пропускания вдвое, поскольку беспроводная связь является полудуплексной. Это означает, что они не могут отправлять и получать информацию одновременно, а это замедляет процесс передачи данных.
Когда ячеистые сети лучше подходят, чем традиционные точки доступа?
В некоторых случаях имеет смысл рассмотреть развертывание системы Mesh, а не традиционных точек доступа, в офисе, в коттедже. И это будет намного быстрее и дешевле в местах, где не заложен кабель.
Mesh системы применяют, когда трудно или невозможно тянуть кабели.
- Это может быть, например историческое здание, где строительные работы запрещены.
- Мероприятия и конференции в общественных местах, где необходимы временные внутренние или наружные сети.
- Они также отлично подходят для съемных площадей, таких как офисы, где нет СКС.
Плюсы использования Mesh сетей
- Mesh позволяет легко и быстро "затыкать" дыры в емкости сети (никаких "мертвых" зон) и изменять плотность покрытия путем добавления новой AP.
- Установка и управление большинством ячеистых сетей очень просты, поскольку они управляются с помощью сопутствующего мобильного приложения.
- Расширение сети даже с большим количеством узлов происходит просто подключением узлов к электрической розетке.
Недостаток у ячейстой сети по сравнению с Wi-Fi усилителем один – это цена.
Проблемы развертывания сетей Wi-Fi
Пропускная способность является одним из наиболее важных факторов, которые необходимо учитывать, прежде чем переходить на ячеистую Wi-Fi сеть. В ситуациях, когда требуется максимальная пропускная способность и самая высокая скорость, традиционные точки доступа подходят лучше. В конфигурации ячеистой сети вам приходится бороться со значительной потерей пропускной способности от одного повторителя к другому. При каждом беспроводном соединении между узлами пропускная способность падает примерно на 50% по сравнению с предыдущей AP.
В некоторых случаях проблема пропускной способности с точечными точками доступа может быть приемлемой, особенно с учетом скоростей передачи данных, предлагаемых 802.11ac и поддержкой MU-MIMO. Падение пропускной способности может быть не заметной, если пользователи будут выполнять обычную работу в Интернете. Но если многим пользователям необходимо использовать приложения с высокой пропускной способностью, такие как потоковое видео высокой четкости или загрузка больших фотографий деградация скорости будет очевидна.
При использовании Mesh сетей нужно уделить отдельное внимание размещению узлов и учитывать количество, длину и качество сигнала беспроводных каналов между нодами. Как правило, требуется не более трех прыжков назад к точке доступа хоста, которая имеет проводное соединение с сетью. При проектировании так же нужно помнить, что точки доступа нужно запитывать от электрической розетки, и это может стать ограничением в их размещении.
Имейте в виду, что в большинстве случаев вам потребуется больше Mesh узлов для покрытия определенной области, чем при использовании традиционных точек доступа. Ноды должны быть расположены как можно ближе друг к другу, чтобы они могли эффективно взаимодействовать между собой.
Совместимость
Несмотря на давний стандарт 802.11s от IEEE и более поздний стандарт Wi-Fi EasyMesh от Wi-Fi Alliance, большинство Mesh точек доступа не совместимы между различными поставщиками. Таким образом, имеет смысл придерживаться одной марки и, возможно, той же модели.
Заключение
Точные функции, ограничения и производительность могут сильно различаться среди поставщиков AP.
Ubiquiti Networks, например, предлагает линию ячеек с UAP-AC-M и UAP-AC-M-PRO, но у них нет третьего радиоканала, выделенного для связи ячеек между собой. Ubiquiti называет свою функциональность Wireless Uplink и она поддерживается большинством современных поставщиков AP. Даже устаревшие точки доступа Ubiquiti поддерживают Mesh, но технология ограничена одним беспроводным переходом. Новая линия точек доступа уже поддерживает многоскачковые или последовательные узлы беспроводной сети.
На сайте OpenMesh рассказано все о ячеистых сетях. Большинство их точек доступа включают только два радиоканала, но A62 предлагает 3. После слияния с Datto поставщик теперь также включает в свои сетевые предложения маршрутизаторы и коммутаторы.
Samsung и Cambium Networks также предлагают Mesh. Другие поставщики, такие как Cisco и Aruba Networks , предоставляют функциональность ячеистой сети во многих своих традиционных моделях AP.
Что такое mesh сеть (ячеистая сеть)? Для лучшего понимания можно представить конструкцию из набора взаимосвязанных маршрутизаторов, составляющих сетевые узлы (точки). Этими сетевыми узлами обеспечивается взаимная связь с целью обеспечения покрытия сигналом Интернет более обширной территории, нежели только в границах одного частного дома. Ячеистая сеть характерна тем, что обеспечивает доступ к сети Интернет практически в любой точке зоны покрытия узлов. К примеру, по всей площади многоэтажного дома или на территории, охватывающей несколько городских кварталов.
Типичная конфигурация, предоставляющая услуги для самых разных пользователей: 1 – Интернет; 2 – Базовая станция; 3 – Беспроводная сенсорная конструкция; 4 – Поисково-спасательный робот; 5 – Беспроводная «Ad-Hoc»; 6 – Конструкция Wi-Fi; 7 – Беспроводная домашняя mesh
Некоторые интеллектуальные домашние продукты, подобные «SmartThings» от Samsung, способны взаимодействовать с другими компонентами всей mesh системы (датчиками, сигнализациями и др.). Всё это используется для выполнения определенных задач без необходимости установки связи с основным центром.
Домашняя ячеистая структура
Mesh сеть, предназначенная для домашних пользователей, обеспечивает устойчивой связью по с охватом всей жилой площади домашней постройки или небольшого офиса.
Для обеспечения полного сетевого покрытия в составе сети, как правило, используются нескольких маршрутизаторов. Существует рядпроверенных профессиональных mesh систем, таких как «Google Wi-Fi» или «Orbi» от NETGEAR.
Муниципальная ячеистая структура
Сообщества (муниципальные mesh сети) сильно напоминают структуры, которые создаются под устройство связи в обычных бытовых условиях (домашняя сеть). Исключения здесь отмечаются только в одном.
Вместо устройства, призванного охватить площадь внутри одного здания, муниципальная ячеистая структура охватывает городской район или полностью город. Продукт «FabFi» — показательный пример устройства ячеистой (mesh) сети, действующей в масштабах города.
Как работает mesh сеть Wi-Fi
Условно домашнюю ячеистую сеть можно представить как цепочку ссылок. Каждая ссылка (узел mesh) открывает подключение к другим ссылкам. Очевидно – созданная таким образом цепочка (сеть) способна покрывать дальние расстояния. Значительно более дальние, чем любая единичная ссылка (узел).
Обеспечивается дальность привязкой узлов друг к другу независимо от того, какое количество узлов присутствуют. Для того чтобы трансформировать стандартный Wi-Fi в mesh сеть, необходима соответствующая настройка. Благодаря выполненной настройке, устанавливается конфигурация под несколько узлов связи.
Опираясь на созданную конфигурацию, организуют основной узел на базе модема — устройства коммутации сети, которому отводится роль обычного маршрутизатора. Далее осуществляется подключение дополнительного узла непосредственно к первому узлу.
Новые разработки миниатюрных маршрутизаторов обещают сделать ячеистые сети ещё более универсальными в плане возможного применения на благо социума
Аналогичным образом подключается третий, четвертый и т.д. узел, взаимодействующий с другими соседними узлами, чтобы обеспечить сервис Wi-Fi как можно дальше от основного узла, где находится модем.
Mesh сетевые системы созданы специально под цели организации трафика маршрутизаторов. Устройства работают в тандеме по умолчанию. Поэтому пользователю нет необходимости владеть какими-то специальными знаниями относительно настройки.
В качестве примера рассмотрим домашний вариант, где соединение провайдера сети Интернет заведено в помещение подвала. Линия интернет-провайдера подключается к модему, как и один из узлов mesh системы. Другие узлы подключаются в разных комнатах дома, тем самым усиливая сигнал Wi-Fi для уверенного прохождения по всей площади строения.
Плюсы и минусы домашней mesh сети
Рост популярности интеллектуальных домашних устройств и бесчисленных потоковых медиа-сервисов, таких как Hulu, Netflix и Spotify, обеспечит покрытие Wi-Fi в любом месте
Очевидный момент — если устанавливаются несколько узлов в составе жилого дома, каждая из рабочих точек способна функционировать на полной скорости. Другими словами, когда интернет-провайдер предоставляет трафик на скорости 30 Мбит/с, и в доме задействованы три рабочих точки, все три точки допускают работу на той же скорости — 30 Мбит/с.
Однако такая работа не поддерживается mesh конфигурацией. Все три ячейки (на примере выше) в случае использования на максимальной мощности, равномерно разделят 30 Мбит/с, выделенные на домашнее потребление. То есть реально на каждую отдельно взятую ячейку придётся по 10 Мбит/с.
Полоса пропускания, установленная для домашнего варианта, поддерживает определённую скорость независимо от особенностей работы локальной сети. Пользователь может иметь один маршрутизатор, ячеистую сеть, допустим, состоящую из 4 или 15 ячеек, на которые распространяется поддерживаемая пропускная способность.
Mesh- сети
Концепция Mesh
На сегодняшний день сотовая телефония продемонстрировала огромную востребованность рынка мобильных абонентов к передаче голосовых и информационных данных со скоростями от нескольких сотен килобит до нескольких мегабит в секунду. Создаваемые информационные системы призваны стать (в большей или меньшей степени) частью информационной сети, обеспечивающей абонентов глобальным роумингом. Решение этой задачи связывают с внедрением новых (3G, WiMAX) и совершенствованием уже существующих (Wi-Fi) технологий беспроводной передачи данных. Одним из вариантов решения подобных сетей, основанных на кластерной структуре, является технология Mesh.
Определение Mesh-сетей
На базе технологии Mesh созданы системы для организации мобильной связи с единичными объектами в зоне военных действий. Подобные системы обеспечивают высокоскоростную передачу цифровой информации, видео- и речевую связь, а также определяют местоположение объектов.
В настоящий момент не существует точных критериев, определяющих термин Mesh-сеть в применении к системам широкополосного беспроводного доступа. Наиболее общее определение звучит как: "Mesh - сетевая топология, в которой устройства объединяются многочисленными (часто избыточными) соединениями, вводимыми по стратегическим соображениям" . В первую очередь понятие Mesh определяет принцип построения сети, отличительной особенностью которой является самоорганизующаяся архитектура, реализующая следующие возможности:
создание зон сплошного информационного покрытия большой площади;
масштабируемость сети (увеличение площади зоны покрытия и плотности информационного обеспечения) в режиме самоорганизации;
использование беспроводных транспортных каналов (backhaul) для связи точек доступа в режиме "каждый с каждым"
устойчивость сети к потере отдельных элементов.
Архитектура Mesh-сети
Топология Mesh основана на децентрализованной схеме организации сети, в отличие от типовых сетей 802.1 1a/b/g, которые создаются по централизованному принципу. Точки доступа, работающие в Mesh-сетях, не только предоставляют услуги абонентского доступа, но и выполняют функции маршрутизаторов/ретрансляторов для других точек доступа той же сети. Благодаря этому появляется возможность создания самоустанавливающегося и самовосстанавливающегося сегмента широкополосной сети.
Mesh-сети строятся как совокупность кластеров. Территория покрытия разделяется на кластерные зоны, число которых теоретически не ограничено. В одном кластере размещается от 8 до 16 точек доступа. Одна из таких точек является узловой (gateway) и подключается к магистральному информационному каналу с помощью кабеля (оптического либо электрического) или по радиоканалу (с использованием систем широкополосного доступа). Узловые точки доступа, так же как и остальные точки доступа (nodes) в кластере, соединяются между собой (с ближайшими соседями) по транспортному радиоканалу. В зависимости от конкретного решения точки доступа могут выполнять функции ретранслятора (транспортный канал) либо функции ретранслятора и абонентской точки доступа. Особенностью Mesh является использование специальных протоколов, позволяющих каждой точке доступа создавать таблицы абонентов сети с контролем состояния транспортного канала и поддержкой динамической маршрутизации трафика по оптимальному маршруту между соседними точками. При отказе какой-либо из них происходит автоматическое перенаправление трафика по другому маршруту, что гарантирует не просто доставку трафика адресату, а доставку за минимальное время.
Процедура расширения сети в пределах кластера ограничивается установкой новых точек доступа, интеграция которых в существующую сеть происходит автоматически.
Недостаток подобных сетей заключается в том, что они используют промежуточные пункты для передачи данных; это может вызвать задержку при пересылке информации и, как следствие, снизить качество трафика реального времени (например, речи или видео). В связи с этим существуют ограничения на количество точек доступа в одном кластере.
На сегодняшний день выпускается Mesh-оборудование как внешнего, так и внутреннего размещения .
Стандарты беспроводной передачи данных, используемые для построения Mesh-сетей
Как уже говорилось выше, основой для реализации Mesh-сетей на сегодняшний день является стандарт IEEE 802.11 (Wi-Fi).
Оборудование стандарта pre-Wi-МАХ уже сегодня применяется для подключения узловых точек Mesh-сетей к магистральным каналам (Tropos, Nortel и др.). Учитывая технологические преимущества WiMAX, данный стандарт (особенно в его мобильной версии) будет использоваться для организации абонентского доступа. Однако начало этого процесса следует отнести на момент появления на рынке дешевых абонентских устройств, то есть не ранее 2008-2009 гг.
Wi-Fi Mesh-сети
Сервисные возможности
Хэндовер
В настоящее время в стандарте 802.11 нет строгих спецификаций по реализации хэндо-вера ("бесшовного" перемещения абонентов между точками доступа). Однако для обеспечения такого перехода предусмотрены специальные процедуры сканирования эфира и присоединения ("association"). Реализация хэн-довера в сетях Wi-Fi может осуществляться различным образом, например, на базе протокола Radius или под управлением интеллектуального беспроводного контроллера, организующего "туннель" при переходе клиента в зону обслуживания соседней точки доступа. В спецификации 802.11k (см. врезку) описаны процедуры, позволяющие клиентскому устройству выбрать точку доступа, к которой следует подключиться перед разрывом текущего соединения. Кроме того, использование алгоритма кэширования, предусмотренного спецификацией 802. 11i, обеспечивает установление нового защищенного соединения за время, не превышающее 20-30 мс.
Как результат -оборудование с поддержкой механизмов управления 802.11k обеспечивает переключение абонентского устройства на новую точку доступа за время не более 50 мс. Такая задержка не будет замечена пользователем, так как она в несколько раз меньше человеческого порога восприятия2.
Межсетевой роуминг
Объединение сетей Mesh (проблема роуминга), а в дальнейшем также объединение сетей фиксированной и мобильной связи служит решению основной задачи: возможности предоставлять мобильным конечным пользователям как можно более широкий ассортимент услуг по как можно более низкой цене. Отсюда встает необходимость решать задачу по организации межсетевого роуминга согласно известному принципу "один человек - один номер" при перемещении абонента между сетями различного типа.
В пределах городской сети, состоящей из набора кластеров, проблема роуминга при переходе клиента из кластера в кластер решается механизмами ESSID, WEP/802.1x и VPN. Свободно перемещающийся клиент идентифицируется по IP-адресу с организацией виртуальных IP-каналов.
Ожидается, что в спецификации 802.11s будет описана процедура объединения сетей, в том числе и различного типа. Создание крупных сетей 802.11s позволит устранить ныне существующую проблему перехода между сетями Wi-Fi, развернутыми в различных городах.
Мультисервисность
Обеспечение мультисервисности предполагает организацию для клиента полного спектра IP-услуг, включая доступ в Интернет, VoIP, видеоконфе-ренц-связь и т.д. Стандарт IEEE 802.11e позволяет при сохранении полной совместимости с действующими стандартами 802.11а/b/g расширить функциональность за счет обслуживания потоковых мультимедиаданных и предоставления гарантированного качества услуг QoS. Механизм основан на приоритезации трафика и предполагает организацию контроля полосы пропускания по группам пользователей и типам трафика (голос, видео и т.д.).
Практическая реализация QoS позволяет организовывать не только голосовые, но и видеосессии для пользователей, крайне требовательных к безопасности и надежности соединения (службы безопасности).
Безопасность
Вопросы безопасности Mesh (защита от нелегальных подключений) являются весьма актуальными, особенно для систем городского масштаба, которые объединяют муниципальные, абонентские и корпоративные сети. Безопасность сетей обеспечивается в рамках спецификаций стандарта 802.11. Стандарт шифрования (Wired Equivalent Privacy, WEP) на сегодняшний день не удовлетворяет требованиям из-за слабой стойкости ключа. Принятие стандарта 802.11 i (WPA2) делает доступной более безопасную схему аутентификации и кодирования трафика. Стандарт IEEE 802.11i предусматривает использование в продуктах Wi-Fi таких средств, как поддержка алгоритмов шифрования трафика: TKIP (Temporal Key Integrity Protocol), WRAP (Wireless Robust Authenticated Protocol) и CCMP (Counter with Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol). Этих алгоритмов достаточно для защиты на уровне абонентского трафика, но на уровне корпоративного пользователя используются дополнительные механизмы, включающие более совершенные способы аутентификации при подключении к сети: более крипто-стойкие методы шифрования, динамическую замену ключей шифрования, использование персональных межсетевых экранов, мониторинг защищенности беспроводной сети, технологию виртуальных частных сетей VPN и т.д. Преимущества интегрированных сетей Wi-Fi-GSM очевидны, что заставляет производителей оборудования активно развивать это направление.
Усилия в этом направлении связаны в первую очередь с созданием механизма межсетевого перехода. Компании Motorola, Avaya и Pro-xim разработали универсальные беспроводные устройства и создали форум SCCAN (Seamless Converged Communication Across Networks), уже одобренный IEEE. Альянс SCCAN должен разработать спецификацию взаимодействия между двухсетевыми устройствами и офисными IP-станциями, способными работать и в Wi-Fi, и в сотовых сетях.
Технология UMA (Unlicensed Mobile Access), разработанная американской компанией Kineto Wireless, позволяет мобильному абоненту переключаться с GSM-сети на сеть Wi-Fi, не прерывая разговора.
На сегодняшний день рынок GSM-телефонов со встроенным модулем Wi-Fi насчитывает более 30 моделей и их количество неуклонно растет4.
Mesh-приложения
Наибольшую эффективность следует ожидать при реализации Mesh-сетей масштаба города (MAN). Особенности организации и использования подобных сетей определяются социальной и коммерческой целесообразностью, при этом сети могут либо строиться только как корпоративные (муниципальные) или абонентские, либо решать обе задачи одновременно.
С точки зрения абонентского сервиса подобные сети уже сегодня обеспечивают полный спектр IP-приложений - Ethernet, VoIP, real time video.
Абонентские сети
Главной задачей абонентских сетей является обеспечение доступа пользователей (стационарных и мобильных) к ресурсам Интернета и организация Wi-Fi-телефонии. Особенностью таких сетей является, как правило, высокая плотность установки точек доступа (порядка 10 точек/км2). Этот параметр определяется в значительной степени низкой выходной мощностью клиентских устройств (Wi-Fi-адаптеры, телефоны), высокой плотностью размещения абонентов (и, следовательно, необходимостью обеспечивать высокую емкость абонентского трафика), а также характеристиками чувствительности точек доступа. Развертывание подобных сетей становится выгодным при достаточно большом числе пользователей и на сегодняшний день определяется не техническими, а экономическими аспектами.
Основные проблемы, с которыми приходится сталкиваться при создании Mesh-сетей внешнего (уличного размещения) в России:
ограниченность частотного ресурса (частотные диапазоны 802.11 в крупнейших городах России практически исчерпаны);
необходимость подтверждения результатов радиочастотного планирования практическими исследованиями состояния радиообстановки в зоне развертывания сети (наличие незарегистрированных пользователей);
организация размещения точек доступа в максимальной близости от абонентов, обеспечение круглосуточного электропитания и т.д.
В качестве примера можно привести Mesh-сеть компании "Голден Телеком", разворачиваемую в Москве и насчитывающую до 3500 точек доступа. Не менее крупные проекты на момент написания этой статьи находятся в стадии реализации в г. Тайбэй и Македонии (в Македонии поставлена задача организовать полное покрытие сетями Wi-Fi 40 городов, то есть всей территории страны площадью более 1500 км2).
На рис. 2 показана принципиальная схема размещения элементов Mesh-сети в условиях городской застройки. Типовое решение для мобильных абонентов предполагает монтаж точек доступа на уровне 10-12 метров, вдоль улиц на столбах городского освещения, опорах светофоров, кабельных растяжках и т.д.
Муниципальные сети
Mesh-топология позволяет реализовать уникальные по своим возможностям сети муниципального назначения, ориентированные на службы оперативного реагирования (милиция, "Скорая помощь", МЧС). На рис. 3 показана принципиальная схема организации такой зоны (одним из требований является наличие производителей мобильных роутеров, монтируемых в автомобилях).
Основу сети составляют узловые и абонентские точки доступа, размещаемые на улице (как правило, вдоль дорог) и организующие зоны информационного покрытия, в которых обеспечивается подключение абонентов со стандартными Wi-Fi-адаптера-ми. Дополнительно точки доступа могут использоваться для организации управления движением (светофоры) и сбора видеоинформации, с подключением видеокамер по проводному или беспроводному интерфейсу. Подключение пользователей, расположенных внутри помещений, к внешней сети производится с помощью внутри-офисных точек доступа, которые характеризуются пониженной выходной мощностью и "комнатным" исполнением корпуса.
Наибольший интерес представляют мобильные точки доступа, предназначенные для эксплуатации в автомобилях. Использование этих устройств не только увеличивает радиус действия между точками доступа до 800-1200 метров, но и позволяет организовать:
информационное обеспечение пользователей внутри автомобиля при проводном или беспроводном подключении конечных устройств (ноутбук, PDA и т.д.);
информационное покрытие в радиусе 300 м вокруг автомобиля для абонентов со стандартными Wi-Fi-адаптерами 802.1 1b/g;
контроль положения автомобиля при использовании встроенного в точку доступа GPS-приемника.
Применение мобильных точек доступа позволяет организовать оперативное расширение зоны покрытия или увеличение информационной емкости сети за счет концентрации оборудованных автомобилей в "горячих точках". Механизмы самоорганизации Mesh-сети позволяют за минимальное время (определяемое временем прибытия автомобилей, оборудованных Mesh-точками доступа) организовывать зону Wi-Fi c передачей оперативной аудио- и видеоинформации на центральный пульт.
Анализ создания и развития Mesh-сетей показывает, что существует устойчивая тенденция объединения абонентских и муниципальных сетей. Зачастую сети, построенные по муниципальному заказу, дополняются впоследствии точками доступа и эксплуатируются операторами в объединенном "муниципально-абонентском" режиме.
Технологические сети
Высокий уровень автоматизации современного производства требует передачи больших объемов контрольной и управляющей информации. С появлением на рынке первичных преобразователей и микроконтроллеров со встроенными модулями Wi-Fi беспроводные решения при организации технологических сетей становятся все более востребованными.
В первую очередь это касается многоуровневых сетей передачи данных, предназначенных для современных транспортных систем. Функциональные возможности таких систем включают в себя сбор информации об объекте (техническое состояние, идентификация груза),
Типовыми задачами таких проектов являются организация абонентского доступа и передача технологической информации в поездах. Точки доступа, расположенные вдоль железнодорожного полотна, обеспечивают организацию зон Wi-Fi в вагонах поезда, следующего со скоростью до 300 км/ч.
Оборудование
На сегодняшний день большую часть рынка Mesh-оборудования занимают sturtup-компании, однако ситуация очень быстро меняется. Компании Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, Alvarion (организация транспортных каналов) - вот далеко не полный перечень известных производителей, все более активно работающих в секторе Mesh-оборудования.
Все представленное на рынке оборудование можно условно разделить на 3 группы:
группа № 1 - Single-радиосистемы с одиночным радиоблоком, использующие антенны круговой диаграммы направленности;
группа № 2 - Dual-радиосистемы с двумя радиоблоками, использующие антенны круговой диаграммы направленности;
группа № 3 - Multi-радиосистемы, использующие раздельные радиоблоки для организации транспортного и абонентского доступа с применением направленных антенн.
Группа № 1. Single-радио
При использовании Single-радио один радиомодуль в частотном диапазоне (2,4 ГГц) применяется для организации абонентского доступа и транспортного канала между точками. Учитывая плотность установки точек доступа и ограниченность частотного ресурса, для исключения их взаимного влияния требуется очень тщательное частотное и структурное планирование сети. Число переходов (hops) трафика между точками доступа должно составлять не более 3-4, что ограничивает возможности масштабирования сети в пределах одного кластера при организации сервисов реального времени. Несмотря на указанную специфику, Mesh-сети, построенные на оборудовании 1-й группы, лидируют по присутствию на рынке. Оборудование характеризуется низкой стоимостью и является наиболее эффективным для создания зон покрытия малого масштаба.
Самым заметным представителем этой группы является компания Tro-pos Networks (США), крупнейший производитель оборудования топологии Mesh5. Tropos выпускает линейку оборудования, в состав которой входят точки доступа 5210 (стационарная), 4210 (мобильная) и 3210 (внутриофисная). Все модели выполняют сетевые функции на уровне Layer3. Характеристики чувствительности являются одними из лучших среди оборудования с топологией Mesh. Оборудование оптимизировано для построения сетей муниципального назначения. Возможно подключение узловых точек по беспроводной схеме с использованием Canopy (Motorola) или Breeze Access VL (Alvarion). Система самотестируется и создает динамические таблицы оптимального маршрута трафика. При этом обратный маршрут выбирается по критерию максимальной полосы пропускания.
Группа № 2. Dual-радио
При использовании Dual-радио применяются раздельные радиомодули для организации абонентского доступа (2,4 ГГц) и транспортного канала (5,8 ГГц). Подобное решение позволяет избавиться от интерференционных помех при передаче информации между точками, что упрощает частотное планирование сети и повышает производительность системы по транзитному трафику за счет "переноса" транспортного канала в другой частотный диапазон.
Оборудование 2-й группы выпускают почти все производители Mesh (Aruba, BelAir, Cisco, Motorola, Nortel, Proxim, SkyPilot, Tropos и др.).
Среди технических решений следует отметить оборудование Nortel Networks, использующее до 6 направленных антенн на транспортном канале, что позволяет увеличить расстояние между точками доступа, Aruba Networks применяет центральный контроллер Aruba (Aruba Mobility Controller) для повышения безопасности сети.
Компания Motorola заявила, что оборудование Motomesh, использующее технологию MeshConnex, будет поддерживать окончательную версию стандарта Mesh-сетей 802.11s. При этом предполагается модернизация уже существующих сетей путем обновления программной части системы по эфиру.
Группа № 3. Multi-радио
Оборудование третьей группы (BelAir, SkyPilot, Strix Systems и др.) наиболее интересно по архитектурному решению. Оно построено по модульному принципу с использованием от 4 до 6 радиоблоков. Это позволяет (так же, как и в решениях Dual-радио) организовать разделение абонентского и транспортного потоков. Однако эффективность решения Multi-радио повышается за счет разделения входящего и нисходящего транспортных потоков при увеличения общего числа "транспортных" радиомодулей.
Модульная архитектура (на практике это набор плат, монтируемых в типовом корпусе) допускает оперативную замену радиомодулей и позволяет производить простую модернизацию всей сети по мере развития технологической и элементной базы, включая переход на новые стандарты (Wi-МАХ).
BelAir Networks (Канада) предлагает линейку оборудования, основу которой составляют три типа Outdoor-точек доступа BelAir50c, BelAir100, BelAir200, относящихся с разным группам оборудования (single-dual-multi radio). В зависимости от модели в устройствах установлено от 1 до 4 радиомодулей. Старшая модель (Bel-Air200) обеспечивает полнодуплексный транспорт и абонентский доступ и реализует функции организации сети на уровне Layer2 и Layer3. Широкий спектр оборудования позволяет "гибко" планировать Mesh-сеть в зависимости от предполагаемого трафика. В зонах максимального транзитного трафика (центр) могут размещаться точки доступа Multi-радио, а на периферии - Single-радио.
Stryx Systems Inc. (США) наряду с традиционными решениями для сетей с топологией Mesh активно работает в сегменте задач, требующих информационного обеспечения быстродвижу-щихся объектов (до 300 км/ч), например железнодорожного транспорта. Особенностью оборудования является динамический выбор каналов передачи, что позволяет снизить влияние интерференционных помех на работу сети с топологией Mesh. Для повышения безопасности сети Stryx (в отличие от конкурентов) использует удаленный сервер идентификации пользователя. Все модели выполняют сетевые функции на уровне Layer3 с поддержкой большинства существующих коммутационных и маршрутизирующих сетевых протоколов.
Компания SkyPilot позиционирует свое оборудование как оборудование Mesh следующего 4-го поколения. Отличительной его особенностью является использование синхронных протоколов для организации транспортных каналов. В решениях используются 8-секторные антенны. Каждый сектор устанавливает связь в TDD-режи-ме "точка - точка" с использованием GPS для синхронизации секторов.
Перспективы и шансы на успех
Внедрение новых спецификаций стандарта Wi-Fi (особенно 802.1 1n) обещает существенное увеличение скорости передачи информации, что в полной мере может компенсировать недостатки стандарта (коллизион-ность доступа, проявляющаяся в наибольшей степени в условиях высокой загруженности сети).
Учитывая преимущества WiMAX, следует ожидать, что этот стандарт начнет активно конкурировать с Wi-Fi при организации Mesh-сетей, но не ранее появления дешевых абонентских устройств. При этом трудно ожидать полного замещения технологий из-за ограничений WiMAX на производительность (Мбит/с), заложенных в 802.16. В таких условиях неизбежно совместное существование и взаимная интеграция сетей.
Усложнение Mesh-систем по мере увеличения их масштаба и необходимость объединения с альтернативными сетями (GSM, 3G, WiMAX и т.д.) потребуют создания более сложных систем управления, основанных на централизованных решениях. Коммерческая эффективность объединенных сетей "муниципально-абонент-ского" доступа приведет к росту их числа и потребует создания более эффективных решений, обеспечивающих безопасность муниципального сектора сетей.
Для России ожидаемым сектором строительства Mesh-сетей являются крупные мегаполисы (спальные районы и деловой центр) и коттеджные поселки. Проблемы организации таких сетей связаны в первую очередь с частотными ограничениями. В отличие от стран с "открытыми" диапазонами стандарта 802.11, в России при построении внешних сетей необходимо получение Решений ГКРЧ и частотных разрешений. При построении внутренних сетей процедура упрощена: если оборудование указано в Приложении № 2 Решения ГКРЧ № 04-03-04-003 от 06.12.2004 или внесено в перечень оборудования последующими решениями ГКРЧ, то достаточно регистрации сети в местном радиочастотном центре.
Учитывая политику, проводимую Мининформсвязи России , следует ожидать, что границы между топологией традиционных решений ШПД (особенно в
приложении стандарта WiMAX для частотных диапазонов 2,4; 3,5; 5,8 ГГц) и Mesh при реализации в России будут постепенно размываться.
Mesh как принцип сетевого построения безусловно будет развиваться и займет если не определяющее, то значимое положение в глобальной информационной сети.
Всем привет! Статья про оборудование и примение меш сетей назрела уже давно, но сесть за ее написание я решился только сейчас. Все дело в том, что некоторое время назад абсолютно разные компании мне стали присылать на обзор схожие по функционалу наборы устройств WiFi Mesh систем. Эта технология мне настолько понравилась, что я даже решил оставить себе один из наборов для домашнего использования. И разумеется, после этих публикаций посыпалось множество просьб рассказать поподробнее, что такое mesh сетка.
Чем отличается Mesh сетка WiFi от обычного роутера?
Главная суть mesh сети – это покрыть большую площадь стабильным беспроводным сигналом без потери скорости и с бесшовным роумингом.
Каким образом раньше мы старались этого добиться? Покупали самый дорогой и мощный роутер, который бы мог на максимальное расстояние ретранслировать wifi сигнал. Если же его не хватало, то мы ставили дополнительно wifi репитер, который еще немного продлевал его до отдаленного участка. В общем-то, все я подробно описывал ранее.
Однако у них у всех были достаточно весомые недостатки:
- Прежде всего, любое новое звено в цепочке, то есть каждый новый репитер, значительно снижали скорость. Где-то в два раза, а где то и больше, в зависимости от первоначальной мощности передатчика и стоимости всего оборудования.
- Второй момент – это цена. Купить дорогой роутер стоимостью от 3000 – 5000 и более рублей может себе позволить не каждый. Если же к нему добавить репитер и антенну, то прибавьте к этой сумме еще несколько тысяч.
- Третье – настройка. Любой репитер сначала нужно вручную подключить к основной wifi сети и при помощи телефона или компьютера настроить его параметры на ретрансляцию сигнала. Если их у вас несколько, то с каждым нужно будет это сделать по очереди.
- Наконец, при перемещении по дому смартфон или ноутбук должны были переподключаться от основного источкиа – маршрутизатора, к дополнительным, в результате чего происходила потеря связи и все текущие задачи, связанные с работой в интернете – онлайн игра, загрузка файлов, просмотр видео и т.д. – тоже приостанавливались. Согласитесь, неудобно.
Что такое Mesh система?
Mesh сеть – это одноранговая система, нагрузка которой распределена между несколькими равноправными ячейками (точками доступа), каждая из которых раздает беспроводной сигнал в общей сети.
Суть технологии “mesh” в том, что подключив одну точку доступа к интернету или существующей сети (кабельной или беспроводной), созданной при помощи какого-то уже имеющегося в наличии роутера, остальные на автомате подхватывают ее сигнал, и работают с теми же настройками, что и первая.
Оборудование для mesh сети
Обычно в комплекте оборудования для mesh сетки идет сразу несколько устройств – от двух и более. Если не вдаваться в детали, то каждое из них – это аналог обычного wifi роутера.
Все модули в mesh системе равноправны и подключение ее к роутеру или напрямую через кабель провайдера к интернету можно выполнить с любого из них. В итоге мы получаем несколько равнозначных источников сигнала wifi, которые не нужно настраивать каждый по отдельности, как в случае с использованием wifi репитеров. А ведь это особенно актуально в домашнем использовании, и не только.
При этом если при подключении к репитеру скорость wifi падает по сравнению с основным источником, даже если вы находитесь от него в непосредственной близости, то здесь она остается на прежнем уровне.
При необходимости можно легко подключить еще одну или несколько точек также без выполнения на ней каких-либо конфигураций.
Еще одним характерным свойством mesh wifi сетки является бесшовный роуминг – это когда при перемещении по дому ваше устройство – смартфон, ноутбук и т.д. – само выбирает, какая точка доступа в данный момент самая ближайшая, и переподключается к ней без разрыва соединения с беспроводной сетью. То есть реконнект происходит незаметно для конечного пользователя. А это означает, что ни загрузки, ни прямая онлайн трансляция, ни что-то еще, связанное с работой в интернете, не прерывается.
Применение систем mesh сетей wifi
То есть представим, что вы живете в однокомнатной квартире. Покупаете один элемент mesh сетки и используете его так же, как обычный роутер. Потом вы переезжаете в частный дом с 4-5 комнатами – и все, что достаточно сделать, это купить еще 2-3 компонента той же системы и просто включить их в розетку, а настроятся они между собой автоматически.
В общем, плюсы налицо и по моему мнению, именно за mesh системами будущее беспроводных сетей. Сколько же это стоит, спросите вы? Коллеги, меня тоже этот вопрос волновал больше всего. Учитывая все преимущества, я бы купил такую штуку вне зависимости от его дороговизны (в разумных пределах, конечно).
Но для обычного пользователя, а не такого фаната как я, вопрос денег будет если не на первом, то точно на втором месте. Так вот, самое интересное, что цена одного комплекта из нескольких ячеек вполне сравнима с теми суммами, которые просят за один только маршрутизатор из среднего сегмента, который в моих тестах обеспечил более-менее похожую дальность приема беспроводного сигнала.
