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1、,制作：技术研究中心日期：2011-12-4作者：刘刚,无线知识培训之Mesh网络,培训目的,了解无线Mesh网络的基本概念和一种Mesh网络的实现方式,学习重点,1、Mesh网络基本概念2、MPP,MP,MAP等区别3、Mesh网络的基本组网方式4、6地址组Mesh网络的方式,TBS开发人员,培训对象,2小时,刘刚,培训讲师,培训课时,基本概念,Mesh网络也称为“多跳网络”，它是一个动态的可以不断扩展的网络架构，并能有效地在无线设备之间传输由mesh routers（路由器）和mesh clients（客户端）组成，其中mesh routers构成骨干网络，并和有线的internet网相连
2、接，负责为mesh clients提供多跳的无线internet连接,Mesh网络和单跳网络,单跳网络 在传统的无线局域网中，用户如果要进行相互通讯的话，那么首先会访问一个固定的接入点(AP)，这种访问的方式被称为单跳网络多跳网络 在多跳网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP 和路由器。这样设计的好处：如果最近的AP由于流量大而拥塞的话，那么数据可以重新选择一个小流量路径进行传输。数据包根据网络的情况从一个节点依次传送到多个节点，最终到达目的地。这样的访问方式就是多跳访问,典型组网,无线Mesh网络中概念,无线Mesh网络与其他无线网络比较,1. 无线Mesh网络与移动蜂窝网络比较 从拓扑
3、结构上看，无线Mesh网络为分布式的网状结构，而蜂窝移动通信系统多采用集中式的星型结构。如果网络中的网络中的某一条链路出现故障，无线Mesh网络可自动转向其他可接入的链路。而蜂窝移动网络则可能造成大范围的服务中断。因此，无线Mesh网络与蜂窝移动网络相比，他的可靠性更高，自愈性更强。 从传输速率上看，目前无线wifi Mesh网络传输速率可达到300Mbps（11n），而目前的3G技术，最大速率才只能达到2Mbps 从网络配置上看，无线Mesh网络用到的基础设备体积小，相比蜂窝移动通信系统的基站等设备，其配置和维护都相当的简单，故无线Mesh网络的扩展性相当好，投资成本远低于蜂窝移动通信系统
4、。2. 无线Mesh网络与无线局域网(WLAN)的比较 从拓扑结构上看，WLAN 是典型的点对多点的网络，所有终端通过单跳接入AP，再接入有线以太网，因而数据不可转发。而对于网状结构的Mesh网络，数据可以通过MR（Mesh Router）进行只能转发。 从覆盖范围来讲，WLAN虽然能提供高速的数据服务，但典型情况下AP的覆盖范围仅限于几百米。而无线Mesh设备体积小巧且价格便宜，其多跳性可以扩大WLAN的覆盖范围，使其能在大范围内实现高速通信。,从协议上看，WLAN的MAC协议主要完成的是本地业务的接入，而在无线Mesh网络中既要完成本地业务的接入，还要对其他节点来的业务进行转发。对于上层协
5、议，WLAN采用的是静态Internet路由协议加入部分移动IP的考虑，而无线Mesh网络则需要设计自己的路由协议。3. 无线Mesh网络与Ad hoc网络的比较 从网络结构上看，二者都是自组织的多跳网络，但无线Mesh网络的骨干网结构提供了大范围的信号覆盖与节点连接，网络健壮性好。而Ad hoc网络的节点都兼有独立路由和主机功能，节点地位平等，网络流通性是依赖端节点的平等合作实现的，网络健壮性比较差。 从业务模式上看，无线Mesh网络主要是作为Internet或宽带多媒体通信业务的接入，故节点的主要业务室来往于Internet网关的业务；Ad hoc网络主要用于军事或其他专业通信，网络中节点
6、主要业务大多是任意节点之间的相对随机业务流。,无线Mesh网络与其他无线网络的比较,无线Mesh 的优点,高性价比：Mesh 网络中，只有MPP 需要接入到有线网络，对有线的依赖程度被降到了最低程度，省却了购买大量有线设备以及布线安装的投资开销可扩展性强：Mesh 网络中AP 之间能自动相互发现并发起无线连接建立，如果需要向网络中增加新的AP 节点，只需要将新增节点安装并进行相应的配置。部署快捷：组建Mesh 网络，除MPP 外的其他AP 均不需要走线接入有线网络，和传统WLAN 网络相比，大大缩短组建周期。应用场景广：Mesh 网络除了可以应用于企业网、办公网、校园网等传统WLAN网络常用场
7、景外，还可以广泛应用于大型仓库、港口码头、城域网、轨道交通、应急通信等应用场景。高可靠性：传统WLAN 网络模式下，一旦某个AP 上行有线链路出现故障，则该AP 所关联的所有客户端均无法正常接入WLAN 网络。而Mesh 网络中各AP 之间实现的是全连接，由某个Mesh AP 至Portal 节点（有线网络）通常有多条可用链路，可以有效避免单点故障,普通无线Mesh网络的部署,两个Mesh网络由一个AC管理。其中，至少一个MPP需要与AC建立有线连接。一个MP启动后，它首先扫描附近的网络，然后与所有检测到的MP建立临时连接。通过这种连接，MP可以与AC联系，并下载配置。完成配置文件的下载后，M
8、P会与享有相同预共享密钥的邻居建立安全的连接。,拥有2个radio的MP组网,为了使Mesh 1 和Mesh 2 网络不产生干扰，可以采用一个拥有两个radio的MP，两个radio分别在不同的Mesh网络。在这种组网里，两个Mesh网络必须由同一个AC管理,无线Mesh网的应用,1. 宽带家庭网络互联 目前宽带家庭网络互联大多采用的WLAN来实现，在WLAN中AP的放置需要现场勘查，但仍不免产生覆盖不到的盲区。为了消除盲区，可在家庭互联网络中采用无线Mesh网（WMN）技术，放置多个小型室内MR，以多跳Mesh网络互联家庭内部数字设备，可以有效的消除盲区，同时还可以大大提高网络的容错性，减少
9、网络拥塞。2. 社区网络互联 通过在社区放置多个MR，可以将社区内各用户讲题网络互联，形成一个社区无线多跳网络。有了这个社会互联网络，就可以在社区内用户家庭之间共享若干个Internet接入设备（如ADSL），而且大大减少社区用户的上网费用，提高网络资源利用率。同时还可以社区本地相互访问，共享社区内网络资源3. 企业网络互联 目前，802.11 WLAN已经在企业办公室写字楼中得到广泛的应用，但这些WLAN或者相互没有连接，或者采用不太经济的有线以太网连接方式。而采用WMN技术，通过MR将这些WLAN互联，一方面可以解决WLAN网络之间互联性的问题，另一方面可以节约成本，灵活部署，提高网络的容
10、错性和健壮性 此外，在城域网、智能交通系统网、校园网、医院、旅游休闲场所等等，都是WMN技术应用的领域。,无线Mesh网络的关键性技术,无线Mesh网作为一种新型的无线接入网络技术，需要考察影响其性能的关键技术因素。这些技术因素主要有：物理层无线电技术MAC层多址访问机制Mesh拓扑连接的维持Mesh路由协议宽带Qos业务支持兼容性和互操作性支持,Mesh路由协议,传统路由协议 传统路由协议是专为有线网络设计的，四种最常见的协议是路由信息协议(RIP)、内部网关路由协议(IGRP)、最小路径优先(OSPF)、加强型内部网关协议(EIGRP).由于有线网络链路质量相对稳定，传统路由协议并没有考虑
11、到无线网络动态变化的特征，因此它们并不完全适合无线Mesh网。Mesh路由协议的设计应注意： 1. 不能仅仅根据“最小跳数”来进行路由选择，需要综合考虑多种性能度量指标来进行路由选择。 2. 要提网络容错性和健壮性的支持 3. 能够在多条路径之间进行负载均衡，尽最大限度利用系统资源 4. 能同时支持Mesh路由器和Mesh终端,一种无线Mesh网络实现方式,网络里至少有一个MPP（网关），各个节点通过互相发送管理帧建立和更新路由信息每个MPP和MP都维护一张包含到达其他节点路由信息的路由表项路由信息更新依据最小路径（Metric）和当前链路质量（RSSI）各节点间用6地址头传递信息,6地址概念
12、,地址分类：DA:目的MAC地址SA:源MAC地址Mesh da: MP目的地址Mesh sa: MP源地址TA:发送端地址RA：接收端地址,6地址报文头部,帧介绍,RAN：一种管理帧，广播帧。MPP会定时向整个Mesh网络广播。PREQ：一种管理帧，单播帧。路由请求帧，MP收到RNN后会向MPP发出PREQ以请求建立路由信息。PREP：一种管理帧，单播帧。路由响应帧，MPP收到PREQ后，会回应PREP。,Mesh网络帧转发流程,工作过程,1. MPP会定时（可根据环境手动配置）向整 个Mesh网络广播RNN帧，MP收到广播的RAN保存MPP的地址，根据算法，建立到MPP的路由信息，并转发广播的RAN帧2. MP收到广播RAN帧后，发PREQ帧或者转发PREQ帧给MPP，MPP建立到MP的路由信息3. MPP收到PREQ帧后，给MP回应PREP帧，更新路由信息4. 用户间通信，用户（sa）首先会发包给当前的MAP（Meshsa），然后组装成6地址报文通过查询路由信息表在Mesh网络间传播，到达目的MAP（Meshda），分解成正常的3地址wifi包传递给目的用户（da），完成一次通信,谢谢各位!,谢谢各位！,
