Komputer jak router

Koncepcja rozproszonych sieci bezprzewodowych na wzór Internetu (mesh) nabiera realnych kształtów, a być może już wkrótce doczeka się standaryzacji.

Koncepcja rozproszonych sieci bezprzewodowych na wzór Internetu (mesh) nabiera realnych kształtów, a być może już wkrótce doczeka się standaryzacji.

MeshNetworks zdecydowała się na udostępnianie niezależnym firmom licencji na technologię MEA (MeshNetworks Enabled Architecture) umożliwiającą tworzenie rozproszonych sieci bezprzewodowych standardu IEEE 802.11. Początkowo technologia ta była opracowywana do zastosowań militarnych (prace były finansowane przez amerykańską agencję wojskową DARPA) i dostępna tylko w formie gotowych zestawów sprzętowo-programowych oferowanych wyłącznie przez MeshNetworks.

Obecnie MeshNetworks oferuje producentom OEM działające w warstwie drugiej modelu OSI (warstwa łącza danych) oprogramowanie MeshConnex. To sterownik przekształcający lokalny komputer w inteligentny router zarządzający komunikacją nie tylko w warstwie TCP/IP (routing, równoważenie obciążenia), ale także w warstwach niższych. Firma oferuje też oprogramowanie mostkujące zgodne ze standardem 802.11d i pakiet SDK dla twórców aplikacji (C/C++).

By sieć działała wydajniej

Idea budowy sieci typu mesh jest uważana za kolejny logiczny krok w rozwoju komunikacji bezprzewodowej wykorzystującej standardy 802.11. W typowej implementacji sieć WiFi umożliwia objęcie zasięgiem jednej stacji dostępowej o powierzchni kilkuset metrów kwadratowych. Obszar ten można zwiększyć przez dodanie kolejnych stacji, ale wymaga to rozbudowy instalacji kablowej, bo każda z nich musi być podłączona do Internetu standardowym złączem przewodowym. Realizacja sieci o architekturze mesh umożliwia wyeliminowanie tych ograniczeń.

W typowej implementacji sieci mesh samodzielnie konfigurujące się stacje dostępowe pełnią podwójną rolę: są jej klientami, a jednocześnie routerami pośredniczącymi w komunikacji innych klientów z zasobami zlokalizowanymi w ramach sieci bądź Internecie. Routing między urządzeniami opiera się na podstawie analizy przez oprogramowanie zachowania się warstwy trzeciej (poziom błędów, poziom zgubionych pakietów itd.), analizy drugiej warstwy (aktywność i wykorzystanie kanałów) oraz warstwy fizycznej (moc sygnału, interferencje, odbicia itd.)

Taka konstrukcja ułatwia budowę sieci bezprzewodowej, eliminując potrzebę dokładnego planowania radiowego struktury, w tym lokalizacji stacji dostępowych, mocy i kierunków propagacji sygnałów. Bez wątpienia architektura mesh - co do zasady podobna do tej, która funkcjonuje w rdzeniu Internetu - zwiększa niezawodność sieci. Awaria pojedynczego urządzenia powoduje, iż komunikacja odbywa się ścieżką alternatywną - o ile w zasięgu jest inne urządzenie.

Korzyści w wielu warstwach

Architektura sieci typu mesh

Architektura sieci typu mesh

Umiejscowienie oprogramowania MeshConnex w stosie protokołów

Umiejscowienie oprogramowania MeshConnex w stosie protokołów

Oprogramowanie MeshConnex oferuje znacznie więcej niż możliwość nawiązywania połączeń w trybie mesh. W szczególności są to m.in. funkcje QoS (kolejkowanie pakietów i nadawanie im priorytetów), zabezpieczenia transmisji (uwierzytelnianie, połączenia VPN), autokonfiguracji (automatyczna optymalizacja struktury połączeń i dopasowanie do aktualnego obciążenia) i lokalizacji użytkowników.

Urządzenia klienckie w systemie MeshConnex mogą służyć jako przekaźniki połączeń, ale funkcja ta może być wyłączana, np. ze względów bezpieczeństwa lub dla zmniejszenia zużycia energii przez systemy przenośne. Przedstawiciele firmy twierdzą, że funkcje automatycznej rekonfiguracji MeshConnex umożliwiają zmniejszenie całkowitego zużycia energii. Chodzi o sytuacje, w których, gdy istnieje taka możliwość, jest wykorzystywane połączenie do najbliższego węzła, co zmniejsza średnią moc nadawania i w konsekwencji zużycie energii.

Potrzebna bliska współpraca

Udostępnienie licencji na technologię MEA ma na celu umożliwienie współpracy między systemami różnych producentów, a w efekcie istotne obniżenie ceny i popularyzację tego typu rozwiązań. Zdaniem niektórych analityków będzie to trudne, gdyż sprzęt wykorzystujący MeshConnex nie jest zgodny z innymi systemami dostępnymi na rynku.

MEA rzeczywiście wymaga ścisłej współpracy oprogramowania ze sprzętem, dlatego MeshConnex ma być wyposażona w nową, dodatkową warstwę komunikacyjną, która umożliwi gładką integrację rozwiązań sprzętowych i programowych różnych producentów. Ta dodatkowa warstwa jest obecnie na etapie testów i powinna trafić na rynek jeszcze w drugim kwartale br.

Oprócz MeshNetworks systemy transmisji radiowej opracowuje i oferuje jeszcze co najmniej kilka mało znanych, niedawno utworzonych firm, takich jak Tropos Networks, BelAir Networks czy FireTide.

Sieci mesh w IEEE

W marcu tego roku utworzono grupę roboczą IEEE Mesh Task Group, która ma przygotować propozycje rozszerzenia specyfikacji 802.11 o odpowiednie funkcje. W jej skład wchodzą MeshNetworks oraz znamienici gracze rynku sieciowego: Cisco Systems i Intel.

Wstępne prace już się rozpoczęły. MeshNetworks nawiązała współpracę z Atheros Communications, znanym producentem układów scalonych do obsługi interfejsów bezprzewodowych WLAN. Jej efektem była m.in. prezentacja, podczas marcowego spotkania plenarnego IEEE, platformy referencyjnej i prototypowych systemów 802.11a/b/g działających pod kontrolą oprogramowania MeshConnex.

Niezależnie wiadomo że nad koncepcją i technologiami mesh od pewnego czasu pracuje Intel, który jeszcze w tym roku zamierza włączyć obsługę sieci o architekturze mesh do chipsetów.