Mesh network on wifi

IEEE 802.11s Wi-Fi Mesh для самых маленьких часть первая

Сейчас Mesh сети распространяются по миру, причем при строительстве сетей можно выбирать между Mesh протоколами, есть проверенный временем B.A.T.M.A.N adv, есть новый и активно разрабатываемый cjdns, а есть «официальный» — IEEE 802.11s

О 802.11s крайне мало информации в рунете, так что давайте поговорим о том как он устроен, зачем он нужен и что он делает.

Зачем нужен

В мире намечается тенденция на Mesh сети, причем некоторые их используют в локальном проявлении а кто-то в глобальном.

Самый простой пример локального использования — в отелях, кафе и ресторанах.
При запуске Mesh сети в коммерческой структуре мы получаем все плюсы управляемых Mesh сетей

1) Не надо тянуть к каждой точке доступа свой кабель
2) Точки автоматически конфигурируются в сети
3) Потеря одной точки ведет к перестроению маршрутизации с минимальной деградацией сервиса у абонентов

Но есть и глобальные, не управляемые сети — в мире их огромное количество en.wikipedia.org/wiki/List_of_wireless_community_networks_by_region
Очевидно, что в глобальных сетях нет смысла использовать управляемые протоколы, да и вообще, желательно что бы сеть сама решала конфликты и сама настраивалась.

Что умеет

IEEE 802.11s Позволяет создавать управляемые сети, теоретически, можно создать и не управляемую, но он для этого не предназначен.

Протокол занимается обновлением таблиц маршрутизации в пределах всей сети, работает на L2 уровне по модели OSI, а вот IP адреса вам придется или самим настроить на каждой точке доступа, или воспользоваться услугами старичка DHCP.

Так же отвечает за поиск и взаимодействие с соседними точками, интеграция новых точек в Mesh сеть.

Mesh сеть может работать как с общим паролем и быть закрытой, так и без, шифрование (как и в обычной Wi-Fi сети) имеется только до точки доступа (при использовании сети с паролем) никакого туннельного end-to-end шифрования — нет. АНБ ФСБ Одобряет.

• Оборудование которое поддерживает IEEE 802.11s
• Mesh ID сети
• Прописанный IP адрес на ТД или же настроенный DHCP в сегменте

Если же сеть защищена паролем, к требованиям добавляется пароль сети.

Какие режимы работы поддерживает

Топология в обычной сети:

Топология в Mesh сети:

Mesh Point (MP) — Полноправный участник Mesh сети, взаимодействует с своими соседями по Mesh протоколам
Mesh AP (MAP) — Позволяет подключатся STA к Mesh AP
Mesh Portal (MPP) — Мост в другую сеть, например проводную
Station (STA) — Выходные узлы из Mesh сети для подключения обычных клиентов не по Mesh протоколу

Сравнение с BATMAN/cjdns

802.11s отличается от BATMAN/cjdns тем, что для него на данный момент нет свободной реализации для UNIX, но вот тут её пытаются сделать

Кроме того, BATMAN adv уже был протестирован в течении многих лет, показав свою стабильность, ну и про железную поддержку не стоит забывать.
По сравнению c cjdns, протокол имеет те же минусы как и все остальные (кроме netsukuku)

• Отсутствие end-to-end шифрования
• Невозможность объединять mesh сегменты туннелями через интернет
• Отсутствует децентрализованная генерация IP адресов

Почему хорошо, а почему не очень

Таким образом, получается, что протокол 802.11s, впрочем как и Batman, отлично подходит для строительства управляемых mesh сетей, а вот самоорганизующиеся стоит отдать другим технологиям — ntsukuku/cjdns.

Если публикации на тему 802.11s вам интересны, в следующий раз мы рассмотрим с вами:
1) Маршрутизация в сети 802.11s
2) Настройка централизованного выхода в интернет из 802.11s mesh сети
3) Объединение 2 Lan сетей и 1 mesh в одну общую

PS Результаты регистрации на карте (в проекте сjdns), зачем это нужно и что дальше — будут чуть позже

Источник

Как работает и как настраивается сеть по технологии Mesh

Высшее образование по специальности «Информационные системы». Опыт работы системным администратором — 5 лет.

Mesh-сеть используется для организации беспроводной сети и позволяет решать задачи, для которых недостаточно одного роутера. Такая технология полезна на больших площадях. Mesh-системы дороже и сложнее, чем стандартный Wi-Fi, но надежнее и функциональнее.

Что такое Mesh

Mesh-сеть — ячеистая топология компьютерной сети. Она строится по принципу ячеек, в которой рабочие станции соединяются друг с другом и способны принимать на себя роль коммутатора для остальных участников. Такая организация сети достаточно сложна в настройке, однако при такой топологии реализуется отказоустойчивость.

Если кратко объяснить, что такое mesh, то это беспроводная сеть, устойчивая к отказам и с большей площадью покрытия. Со стороны пользователя, отличия мэш от Wi-fi будут минимальными. Сложность технологии и настройки процессов в Wi-Fi Mesh-системах берет на себя Mesh роутер или главный маршрутизатор.

Со стороны вайфай мэш-система выглядит как один маршрутизатор и несколько устройств-передатчиков. Кто-то узнает в этом схему роутера и повторителя, но по принципу работы эти схемы отличаются. Mesh-сеть гораздо лучше справляется с передачей сигнала, что делает её более надежной и скоростной, по сравнению с повторителями. Компоненты сложнее в изготовлении и настройке, поэтому и дороже.

Применение

Применяется такой принцип построения сетей там, где необходимо хорошее бесшовное и равномерное покрытие беспроводной сетки. Это может быть компания, на которой требуется постоянный обмен информацией по сети, большая квартира с толстыми стенами, которые не пробивает вайфай, дом или участок. Вариантов, когда требуется постоянное соединение с интернетом, много. Здесь весь вопрос в том, насколько равномерное покрытие требуется и сколько готовы вложить в него.

Чтобы создать свою Mesh-сеть, потребуется несколько устройств, которые работают по технологии Mesh. Там нет разницы между устройствами, каждое из них умеет выступать в качестве маршрутизатора Mesh, так и в качестве передатчика. Но все-таки надо выделить бесшовный Mesh-роутер и те устройства, которые передают сигнал дальше. Маршрутизатор подключают к интернету, а остальные устройства размещают в пределах действия беспроводной сети.

Принцип работы

Mesh-система Wi-Fi – это сеть с ячеистой топологией, все части которой равнозначны. Здесь нельзя выделить какой-то элемент. Все они связаны друг с другом и находятся в зоне досягаемости. Исключение – маршрутизатор, к которому подключен кабель провайдера, его выделяют в отдельный элемент. В итоге все потоки информации устремляются к нему, а вот в остальном обмен равнозначен.

При попытке передачи информации будет выбираться короткий или ненагруженный путь. Если в данный момент близкое звено уже занято передачей информации, то данные уйдут через любой другой передатчик в сети, который поддерживают технологию. Если же обмен идет внутри сети, например, между компьютером и телевизором, то маршрутизатор может выключиться из обмена данными, ведь его задачей является обмен информацией с интернетом.

Такая сетка из независимых ячеек обладает достаточно гибкой структурой. Сильно упрощает обмен инфой в высоконагруженных системах. При домашнем использовании это не так заметно, а вот при использовании на предприятии с большим количеством компьютеров во внутренней сетке, даст о себе знать.

Преимущества и недостатки

Расскажем, какие плюсы есть у такого построения сети и какие минусы.

1. Сначала о хорошем – о скорости. Здесь нет потерь, скорость не в зависит от количества устройств в сети. Мэш-узлы используют отдельный канал передачи информации для связи друг с другом. При обычном подключении половина беспроводного потока съедалась бы обратным обменом информации. То есть половина скорости транслировалась бы на смартфон пользователя, а половина шла бы от него к роутеру.
2. Второй пункт – бесшовность соединения. Здесь узлы не передают пользователя друг другу. Они просто есть и образуют единую сетку. Достаточно один раз ввести пароль и можно ходить по всей зоне, где построено Mesh пространство. Переключение с одного девайса на другой происходит незаметно и только тогда, когда силы сигнала уже недостаточно. Так что можно пройти километр на видеозвонке и даже не заметить, что сменился десяток устройств. Бесшовность – главное достоинство подобных сетей.
3. Единое пространство и обмен информацией всех устройств со всеми. Этот пункт не менее важен, но объяснить его сложнее. Если вы используете свою сеть только для обмена информацией с интернетом, то разница будет незаметна. Все меняется при домашнем использовании. Например, у вас есть компьютер с набором фильмов и телевизор, с которого вы все это будете смотреть. Для обмена файлами между ними не требуется задействовать главный роутер, а значит вся скорость интернета будет свободна, чтобы посидеть в нем или скачать что-либо с другого устройства. Такая функция поможет и при организации умного дома.
4. К плюсам стоит отнести и возможность подключения по проводу к каждому Mesh-устройству. Дотяните их до нужного места, а дальше воткните в передатчик провод и подключите компьютер, который не работает по вайфаю. Даже если отключат интернет, все равно передача информации внутри квартиры не остановится.

1. Первый и очевидный – это цена. Главный роутер стоит в несколько раз дороже, чем обычный. Также и устройства передатчики стоят больше, чем привычные маршрутизаторы. Сэкономить на этом пункте не получится.
2. Также минусы кроются в расположении устройств. Если неправильно сконфигурировать узлы, то может оказаться, что все устройства в итоге замыкаются на один девайс и он тормозит работу всей сети. Часто это происходит на устройстве провайдера, так что имеет смысл подключить несколько провайдеров при большом количестве устройств в сети.

Следующий пункт относится к плюсам и минусам одновременно. Здесь все зависит от того, как будете использовать мэш-сети. Если купите роутер и несколько передатчиков одной фирмы, то не будет никаких проблем с настройкой и подключением. Если же вдруг решите организовать подобный вид сети самостоятельно из разных устройств, то на чтение мануалов и саму настройку убьете огромное количество времени.

Сравнение системы Wi-Fi и Mesh

Сравнивать Wi-Fi и Mesh нелогично. Мэш – это способ организации сети, работает в проводном и беспроводном варианте. Wi-Fi же является технологией передачи данных. Так что давайте договоримся, что здесь имеется ввиду сравнение передачи вайфай с помощью репиторов и построение Mesh-сети с помощью специальных устройств.

Источник