Что такое mesh сеть. Wi-Fi Mesh: все что нужно знать о ячеистых сетях. Результаты внедрения Motorola MESH

Это распределенная, одноранговая, самоорганизующаяся сеть с ячеистой топологией. На английском меш означает «ячейка».

Меш-сети отличаются от привычных централизованных сетей тем, что в них все узлы равноправны, каждый узел является и провайдером, и роутером, и мостом (cетевым коммутатором).

Чтобы стать полноценным узлом в сети, достаточно установить программное обеспечение Меш-сети у себя на роутере/телефоне/ноутбуке. Для подключения клиента к Меш-сети не потребуется никакого дополнительного ПО, кроме dhcp-клиента и поддержки ipv6 системой.

В меш-сети вы «сам себе провайдер», вас нельзя отключить от этой сети, вас нельзя подслушать специальным оборудованием.

Сети Меш - это путь, по которому человечество построит свободный, устойчивый к цензуре, децентрализованный интернет с End-to-End шифрованием трафика по умолчанию. А криптовалюты - это недостающий элемент уравнения.

В чем ценность глобальной Меш-сети?

В Меш-сети невозможно контролировать трафик и узлы, обслуживающие сеть, потому что там нет единого центра для получения IP-адресов (DHCP), все маршруты распределенные и динамические, и DNS также может быть децентрализован;

Меш-сеть опционально анонимна и всегда приватна. Весь трафик шифруется по умолчанию. Нет централизованных логов сессий пользователей и активности узлов. Прощай, Большой Брат.

Трафик невозможно приоритезировать. Network Neutrality - это закон, который прописан в коде. Прощай, приоритезация трафика и лоббирование интересов корпораций и правительств.

Сеть невозможно заблокировать или закрыть, потому что она соединяется по принципу «каждый с каждым», что создает большое количество связей. Обрыв одного или нескольких соединений не нарушит функционирование сети в целом. Прощайте, государственные фаерволы.

Если произошло стихийное бедствие, то с помощью Меш-сети можно быстро построить сеть на месте происшествия для связи, а при поддержке извне - соединить ее с глобальной сетью.

При этом такая сеть может быть дешевой и самоорганизующейся, то есть подключил кабель/Wi-Fi/сотовую связь к девайсу, нажал на кнопку - и ты автоматически становишься участником сети. Также такая сеть может работать в режиме «оверлея », то есть поверх существующей инфраструктуры, например, интернета.

Меш это сложно?

При запуске Меш-сети нужно решать много задач по маршрутизации, одновременно совмещая это с шифрованием и возможностью оверлейного режима работы.

Тем не менее протокол с открытым исходным кодом cjdns и основанный на нем проект Hyperboria решают все эти задачи достаточно эффективно.

Есть множество других протоколов для построения Меш-сетей. Ниже приведена сравнительная таблица :

Авто-назначение адреса - клиент сам выбирает себе адрес и может не менять его, переходя из одной подсети в другую, так как нет единого центра выдачи адресов;

Авто-конф. Маршрутизация - нет необходимости вручную настраивать маршрутизацию в сети;

Распределенная маршрутизация - узлы обмениваются информацией о маршрутизации;

Объединение сетей - способность объединять сети через обычный интернет;

IPv4/v6 - по какому протоколу работает сеть;

Авто-настройка - позволяет пользоваться сетью без установки какого-либо другого ПО;

Разработка - статус разработки сети;

Поддержка - какие операционные системы могут быть полноценными участниками сети.

Проблемы и препятствия для глобальной Меш-сети

В сравнении с привычным интернетом, Меш-сети часто неэффективны, потому что не гарантируют ширину канала и качество связи. Внутри мало контента и нет огромного количества привычных сайтов и сервисов. В самом начале запустить Меш-сеть очень сложно, а эффективность достигается только при большом количестве пользователей (узлов).

Тем не менее cjdns и другие протоколы разрабатываются и функционируют уже около 15 лет. А на нашей планете организовано множество различных Меш-сетей: от Нью-Йорка до Афганистана . Люди строят «свой» интернет, чтобы уйти от контроля правительств и интернет-провайдеров, чтобы защищать свою свободу слова и свободу доступа к информации по всему миру.

Самая крупная Меш-сеть в мире называется Guifi , находится в Испании и насчитывает на момент написания статьи 34,593 активные ноды.

Этот проект стартовал в 2004 году с одной Wi-Fi ячейки. Рамон Рока, один из инженеров компании Oracle, устал ждать, пока в его городок Гурб проведут интернет. Изначально он хотел решить проблему для себя. Но затем помог и соседям. Настроив роутеры Linksys определенным образом, он смог объединить их в Меш-сеть, к которой смогли присоединиться остальные при наличии подключения к интернету.

Первый узел сети заработал, когда Рока установил на самом высоком здании городка роутер с направленной антенной. Это было единственное здание в регионе с подключением к сети. Роутер при помощи направленной антенны связывал с интернетом дом инженера, находящийся в 6 километрах от здания. Вскоре о подключении к интернету начали просить соседи. А потом и соседи соседей, знакомые, коллеги. Все желающие смогли подключиться - доступ был бесплатным, нужно было лишь приобрести роутер. Сеть постепенно увеличивалась в размерах год за годом. Рока и его команда волонтеров работают до сих пор, даже по ночам. Развивать сеть им стоит больших трудов. Все пожертвования уходят на покупку оборудования. По сути, сеть держится только на добровольных началах ее создателей.

Но как заинтересовать всех остальных людей присоединиться к сети, если для них проблемы контроля интернета пока не так актуальны или просто не важны? Как заинтересовать пользователей, которые не понимают, что такое меш и каковы его преимущества, начать наполнять сеть контентом и сервисами, если внутри пусто и нет никого, кроме ранних последователей? Как заинтересовать узлы, лучше обслуживать сеть и предоставлять более качественный канал связи?

С одной стороны, государства, интернет-провайдеры и корпорации сами создают стимулы для развития свободного альтернативного интернета. Вспомнить хотя бы последнюю , когда РКН заблокировал более 18 миллионов ip-адресов, в том числе и адреса серверов Google и Amazon. Пострадали многие сайты и сервисы, среди которых - Microsoft Office 365, обновления Windows, Xbox, Viber, Одноклассники и многие другие. Были проблемы с проведением платежей через 3DSecure MasterCard.

Но одних только негативных стимулов недостаточно для создания сетевого эффекта для перехода из привычного интернета в свободную глобальную Меш-сеть.

До появления криптовалют реализация «позитивных» экономических стимулов в Меш-сетях во всей их гибкости и мощности была невозможна. Просто потому, что вам бы пришлось под каждое устройство писать код для процессинга банковско-фиатных платежей, что очень сложно и небезопасно, а также проходить бюрократические барьеры и идентификацию по паспорту. По сути, сейчас у нас уже есть все технологии для реализации глобальной Меш-сети. Но будем реалистами - скорее всего, ее альфа-версии.

Что такое меш + криптовалюты? Глобальная Меш-сеть

Допустим, система экономических стимулов может выглядеть как-то так:

Я плачу пирам (пиры - это соседние узлы в Меш-сети ) за трафик, который они маршрутизируют для меня;

Пиры платят мне за трафик, который я маршрутизирую для них;

Я делаю криптовалютный депозит на свой аккаунт-узел, когда баланс нулевой;

Нет никаких сомнений в том, что такая сеть принесет огромную пользу абсолютно всем. Посмотрим, найдется ли тот, кому хватит огня, чтобы реализовать это.

Примеры криптовалютных проектов, которые делают Меш-сети : Skycoin, RighMesh, Ammbr, Altheamesh.

Например, проект Skycoin разрабатывают свою Меш-сеть Skywire , и планы очень амбициозные. Команда хочет построить глобальную Меш-сеть, а блокчейн Skycoin будет использоваться в ней как платежная система.

Технология MESH - надежное профессиональное решение по гарантированной передаче широкополосных данных с мобильных объектов.

В целях организации беспроводных систем связи для передачи данных в настоящее время используется системы широкополосного доступа, которые можно разделить по функциональному назначению на следующие классы:

WLAN – беспроводные локальные сети связи.

Оборудование WLAN используются для организации беспроводной сети Ethernet в пределах офиса. Оборудование разрабатывалось для работы на небольшом расстоянии, до 100 метров. Наиболее известными представителями WLAN являются продукты, использующие технологии 802.11a/b/g (Wi-Fi). Типовая дальность действия оборудования WLAN обычно не превышает 30-50 метров, однако применение усилителей и направленных антенн позволяет её увеличивать. Типовой диапазон частот оборудования WLAN – 2,4; 5 ГГц. Существующее положение «О порядке использования на территории РФ внутриофисных систем передачи данных в полосе частот 2400-2483,5 ГГц» практически вылилось в повсеместное использование внутриофисных решений вне офисов.

Из-за низкой стоимости изделий WLAN и облегченного «частотного вопроса» в России очень многие сети БШД строились и продолжают строиться именно на основе оборудования WLAN с применением внешних антенн и дополнительных усилителей. Основные недостатки WLAN – коллизионный доступ, резкое и непрогнозируемое падение скорости с увеличением дальности и количества пользователей, необходимость применения внешних антенн и усилителей. Технология, на наш взгляд, является практически бытовой и по нашему опыту не подходит для решения задач, где требуется гарантированное время доставки информации.

MAN (внутригородские сети ), WAN (Wireless Access Network)

Оборудование данного класса специально разработано для организации крупных сетей масштаба города или отдельного региона с гарантированным качеством услуг. Типовой диапазон частот оборудования WLAN – 2,4; 3,5; 5 ГГц. Оборудование имеет развитые системы мониторинга, управления элементами системы, легко и гибко масштабируется с расчетными параметрами качества. Оборудование принципиально создавалось для наружного использования.

Технология MESH

В рамках данной классификации сети связи можно разделить на системы для фиксированных и мобильных объектов. Кроме того, новое поколение оборудования может использовать современную технологию MeSH.

В чем же отличие обычных сетей от самоорганизующейся сетевой архитектуры MeSH?

К примеру, так выглядит стандартная сеть Wi-Fi, представленная на следующей схеме:

Если такую сеть дополнить специализированными аппаратными средствами и программным обеспечением, ее структура измениться в MeSH архитектуру:

Казалось бы, новая архитектура MeSH позволяет улучшить возможности стандартной сети, однако и такая схема имеет свои недостатки, а именно:

Ограниченные возможности инфраструктуры (абоненты, которые вне зоны действия инфраструктуры не имеют связи с сетью)

- прерывание связи при сбоях в сети (в случае выхода из строя одного из элементов инфраструктуры, абоненты в этой зоне действия разрываются от сети)

- отсутствие мобильности и hand-over (при движении объекта абоненты теряют связь с инфраструктурой сети)

- подверженность к интерференциям со стороны других сетей (при возникновении помех элементы инфраструктуры сети могут терять связь с инфраструктурой и абонентами)

Настоящая революция свершилась благодаря разработанной цифровой интегральной схеме ASIC, позволившей устранить не только все недостатки обычных MeSH сетей, но достигнуть новых возможностей.

Микрочип центрального процессора, встраиваемый во все устройства MEA MeSH, позволяет осуществлять через себя всю маршрутизацию без нагрузки на центральный процессор соединенного компьютера или на его память, в том числе маршрутизацию через абонентские устройства.

Первоначально система MeSH создавалась по заказу МО США как быстро разворачиваемая система связи и обмена цифровыми данными между мобильными объектами на поле боя.

В настоящее время аппаратура MeSH доступна и гражданским потребителям. Сеть MeSH наряду с мобильными может включать стационарные объекты. Передача данных внутри сети осуществляется на основе IP-технологии, что позволяет осуществлять обмен практически любым видом данных. Внутри сети возможна передача данных в чистом виде, передача видео изображений, а в будущем - и голосовая связь (с ограничениями, налагаемыми пакетной технологией).

Сеть MeSH состоит из трех основных уровней:

• Первый уровень – абонентские терминалы стационарного и мобильного исполнения
• Второй уровень – беспроводные маршрутизаторы, обеспечивающие необходимую зону покрытия при требуемой скорости. Обеспечивают транспорт и маршрутизацию потоков между абонентскими устройствами и точкой входа в наземную опорную сеть
• Третий уровень – беспроводные точки доступа, обеспечивающие соединение беспроводного сегмента с наземной опорной сетью и также маршрутизацию потоков

Сети МЕА MeSH обладают следующими уникальными возможностями, которые отсутствуют в других системах беспроводного доступа:

Система МЕА MeSH использует технологию QDMA многократного доступа с квадратурным разделением сигнала. В системе имеется 4 радиоканала, из которых автоматически выбирается наиболее оптимальный канал. Смещенные каналы MEA MeSH относительно 802.11 позволяет ограничить возможные интерференции и повышают устойчивость к обычным интерференциям или преднамеренным помехам.

Как видно из схемы стандартные сети используют каналы с шагом 20МГц и эффективной полосой 5Мгц. В оборудовании МЕА MeSH программируется 4 канала с шириной полосы 20МГц. Для устойчивого функционирования системы производителем рекомендовано использование не менее 3 каналов. С учетом возможности программирования центральной частоты канала система позволяет сместить каналы таким образом, чтобы свести к минимуму возможные интерференции со стороны других широкополосных систем.

Система МЕА MeSH, используя данные о триангуляции, поступающие от сетевых устройств, позволяет определять местоположение объектов без использования системы GPS в относительных координатах и в географических координатах при наличии заданной абсолютной координаты инфраструктурных элементов сети.

Система МЕА MeSH предоставляет заказчику следующие выгоды:

• Возможность создать интегрированную систему, позволяющую практически мгновенно получать данные для оперативного реагирования, управления и анализа;
• Возможность получения данных для управления производственным процессом на уровне SCADA, MES, ERP, там, где необходим высокоскоростной обмен данными с мобильными объектами, что ранее нельзя было реализовать;
• Получить ряд дополнительных уникальных функций, позволяющих сокращать потери, увеличивать производительность, повышать уровень безопасности технологических процессов;
• Средние финансовые организационные затраты при необходимости расширения системы.

Таким образом, продукт предназначен для решения задач заказчика, связанных с достаточно быстрой передачей больших потоков данных, в тех случаях, когда задача не может быть решена с помощью стационарной сети передачи данных.

Пример реализованного проекта

Рассмотрим в качестве примера систему диспетчеризации горно-транспортного оборудования «Карьер», построенную с использованием технологии MESH нашим партнером компанией ВИСТ-Групп на Рудногорском руднике Коршуновского ГОКа в Иркутской обл.

Система состоит из следующих частей:

1. Оборудования мобильных объектов – контроллеры, датчики, средства передачи данных, устанавливаемые на самосвалы, экскаваторы, бульдозеры и другую технику.
2. Серверного оборудования и программного обеспечения.
3. Рабочих мест пользователей системы (диспетчеры, маркшейдеры, ремонтные и технические службы и т.п.).
4. Подсистемы передачи данных по радиоканалу.

Работа Системы включает весь цикл управления горным производством от планирования до управления и анализа работы.

Общая схема построения системы

Применение технологии Motorola MESH в качестве диспетчерской системы передачи данных решило как проблему оперативности доставки сообщений, так и позволяет практически без ограничений передавать данные диагностики работы машин и механизмов.

Опыт показал, что технология WI-FI не надежно работает в условиях подвижных сетей на горных работах. Сложность для данной технологии заключается в том, что часть объектов инфраструктуры отключается от питания, оборудование работает в условиях значительных радиопомех, возникающих при работе электрических машин. В этих условиях надежно работает только технология Motorola MESH, изначально рассчитанная для работы на поле боя.

Построение сети MESH на Коршуновском ГОКе

Схема построения сети

На схеме приведенной выше показано расположение объектов инфраструктуры. Типичное размещение роутера показано на рисунке:

На мобильных объектах оборудование установлено в штатных местах, предназначенных для установки радиостанций:

Результаты внедрения Motorola MESH

Состав оборудования:

• Точка доступа – 1 шт. + 1 ЗИП
• Роутер – 5 + 4 резерв на расширение площади покрытия.
• Автомобильный модем – 23 + 2 ЗИП
• Инфраструктура (Маршутизатор Cisco + ПО Mesh Manager).

1. Система передачи данных с большим запасом обеспечила функционирование задач диспетчеризации с учетом перспективы развития.
2. Заказчик получил возможность доступа в корпоративную вычислительную сеть в любой точке горных работ, что позволило коренным образом усовершенствовать механизм управления работами, строить различные информационные системы и системы безопасности.
3. Со времени установки системы в ноябре 2007 года не было ни единого сбоя работы системы. Фактически, никаких работ по дополнительной настройке проводить не требовалось.

Выводы:

Системы Motorola являются наиболее современными и перспективными решениями по передаче ШПД с мобильных объектов.

Изначально разработанная для министерства обороны США, а также благодаря успешному опыту эксплуатации в суровых условиях Сибири данное решение является надежным выбором для Заказчиков, которым требуется гарантированная передача ШПД с мобильных объектов.

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.

Беспроводная Smart Mesh-сеть от Ruckus - это новый уникальный метод реализации высокопроизводительных беспроводных локальных сетей (WLAN). Использование такой сети позволяет сократить процесс планирования расположения радиочастотных передатчиков и использовать намного меньше дорогостоящих Ethernet-кабелей за счет отсутствия обязательной необходимости в их прокладке к каждой точке доступа ZoneFlex.

Технология SmartMesh значительно упрощает и ускоряет развертывание беспроводной сети, а также снижает затраты. Smart Mesh-сеть позволяет предприятиям просто подключить несколько точек доступа ZoneFlex к любым наиболее удобным источникам питания и работать в локальной сети.

Кроме того, гибридная Mesh-сеть позволяет точкам доступа подключаться к удаленным Mesh-узлам по сети Ethernet. Формируя новые деревья в центре ячейки, гибридная Mesh-сеть при расширении дополнительно получает возможность повторного использования спектра, что приводит к увеличению пропускной способности системы. Точки доступа определяют свою роль в Mesh-сетях и реагируют на изменения в топологии сети автоматически.

Основываясь на тестировании крупнейших в мире установках Mesh-сетей вне помещения можно с уверенностью сказать, что технология SmartMesh от Ruckus гарантирует три ключевых аспекта, без которых использование подобных сетей в помещениях было невозможным:

1) высокую производительность , обеспечиваемую за счет комбинации технологии 802.11n с технологией интеллектуальной сети Wi-Fi
2) надежность подключения между Mesh-узлами за счет выбора оптимального пути и методики защиты от помех
3) простейшую развертку , достигаемую за счет автоматизации точек доступа и процесса подготовки Mesh-сети к работе

Принцип работы Smart Mesh-сети от Ruckus

В SmartMesh-сети каждая точка доступа ZoneFlex функционирует как беспроводной узел в пределах ячейки. Для определения наилучшего пути передачи потока данных через радиочастотные передатчики к обратной точке доступа Mesh-сеть использует методику ранжирования антенн.

Топология Smart Mesh-сети определяется по потенциальной пропускной способности каждого узла. Потенциальная пропускная способность - это фактическая пропускная способность канала исходящих данных (то есть, как быстро точка доступа сможет передать пакет данных в проводную сеть), а также потенциальная пропускная способность точки доступа канала исходящих данных. Она рассчитывается на основе реальной пропускной способности точки доступа канала исходящих данных, уровня сигнала и других данных, таких как загрузка точки доступа и количество прямых соединений.

Каждая точка доступа в Mesh-сети определяет наиболее подходящий узел, с которым она будет связана. Каждая точка доступа ZoneFlex канала входящих данных постоянно сообщает свои характеристики в Smart Mesh-сети, включая потенциальную пропускную способность и путь, который она использует для обмена данными с проводной сетью. Это позволяет другим точкам доступа своевременно получать информацию о реальной топологии сети и реагировать на любые изменения в среде.

В случае возникновения ошибки точки доступа или падения производительности канала передачи входящих данных ниже заданного порога из-за перегрузки или помех, будет выбран новый путь к точке доступа с наилучшими характеристиками. Такая эффективная топология типа «дерево» минимизирует риски схождения и задержки передачи данных и одновременно повышает производительность.

Гибридная Mesh-сеть от Ruckus

В архитектуре гибридной Mesh-сети точки доступа подключаются к удаленным Mesh-узлам по сети Ethernet. Используя Ethernet как канал исходящих данных, точка доступа формирует новое дерево, в котором узлы используют каналы, отличные от каналов родительских узлов. Разделяя дерево на разные каналы, система получает больше возможностей по передаче данных. Точки доступа можно устанавливать в различных местах на крыше для устранения помех в совмещенном канале или присоединять к коммутатору для развертывания беспроводной сети по всему удаленному зданию.

Все, что выполняет Smart Mesh-сеть, делается в автоматическом режиме. Точка доступа автоматически определяет свою роль в сети и топологию сети, чтобы избежать появления петель, а затем выбирает, какие каналы использовать: проводные или беспроводные, чтобы обеспечить наилучшую пропускную способность.

Простота развертывания

Для включения Smart Mesh-сети администраторы должны просто установить один флажок в мастере настройки ZoneFlex. После завершения процесса конфигурирования беспроводной локальной сети администратор привязывает точки доступа к ZoneDirector для включения функции автоматической инициализации. В качестве альтернативы можно на месте инициализировать точки доступа вручную, например заменить одну из них на месте. После инициализации администратор может разместить точки доступа ZoneFlex практически в любом месте.

Подключите интеллектуальную Mesh-сеть к любому источнику питания, и она определит оптимальную топологию сети, а каждая точка доступа ZoneFlex выберет для себя наиболее оптимальный путь к корневой точке доступа.

В таком маловероятном случае, как потеря связи узла со своими родительскими узлами, администратор сможет подключиться к этому узлу по беспроводной сети через специальный SSID для восстановления, что устраняет необходимость выезда специалиста на место аварии. Защита сети при этом не пострадает, поскольку данные в случае использования SSID передаются не по мостовой схеме.

Простота управления

Любые операции управления Smart Mesh-сетью выполняются с контроллера ZoneDirector. Здесь администраторы могут увидеть карту топологии сети, просмотреть связанных клиентов и внести любые нужные изменения.

Основные характеристики:

• Создано на основе запатентованной технологии массивов интеллектуальных направленных Wi-Fi антенн BeamFlex™ от Ruckus
• Система автоматического подавления помех и защиты от помех в режиме реального времени
• Выбор оптимального пути для сигнала при передачи данных клиентам
• Самоформирующаяся топология сети
• Самовосстановление после возникновения ошибок точек доступа и внешних помех
• Централизованное управление с помощью интеллектуального контроллера беспроводной локальной сети ZoneDirector от Ruckus
• Автоматическая инициализация точек доступа
• Безопасные зашифрованные обратные связи
• Высокое качество обслуживания, ограничение скорости и фильтрация трафика всей сети
• Универсальная гибридная Mesh-топология
• Режим безопасного восстановления
• Поддержка всех интеллектуальных Wi-Fi точек доступа ZoneFlex от Ruckus

КЛЮЧЕВЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Smart Mesh-сеть позволяет значительно снизить расходы на развертывание
Smart Mesh-сеть позволяет подключать точки доступа Wi-Fi, не используя дорогостоящий кабель Ethernet. Расширенный диапазон сигнала и массивы направленных антенн с высоким коэффициентом усиления позволяют уменьшить количество необходимых для покрытия зоны точек доступа.

Для настройки не требуется вызов специалистов
Smart Mesh-сеть автоматически определяет оптимальную топологию сети и поддерживает наилучший вариант подключения к точкам доступа.

Расширенный диапазон минимизирует прямые соединения между узлами с целью повышения производительности
Точки доступа Smart Mesh-сети снабжены массивами направленных антенн с высоким коэффициентом усиления, что значительно увеличивает область устойчивого сигнала и исключает необходимость создания дополнительных прямых соединений между узлами, наличие которых отрицательно сказывается на производительности.

Гибридная Mesh-архитектура расширяет сеть без снижения пропускной способности
Точки доступа могут быть связаны через Ethernet с удаленными точками доступа Mesh-сети, формируя новые деревья на новых каналах и без двукратного снижения пропускной способности, которое обычно происходит при добавлении прямого соединения между узлами.

Развертывание Smart Mesh-сети занимает в два раза меньше времени, чем развертывание традиционной беспроводной локальной сети 802.11
Smart Mesh-сеть автоматизирует настройку сети, требует прокладывать меньше Ethernet -кабелей и устраняет необходимость тщательного планирования мест расположения радиочастотных передатчиков, что позволяет выполнить развертку этой сети в два раза быстрее, чем в случае обычной беспроводной локальной сети.

Встроенная система защиты от помех обеспечивает высокую надежность
Массив интеллектуальных антенн в каждой точке доступа ZoneFlex AP позволяет в каждый момент времени выбирать наилучший путь для передачи сигнала и автоматически направлять сигналы, избегая помех, что обеспечивает высокую доступность Mesh-связей.

Автоматизированная развертка, сохраняющая простоту внедрения системы
Настройка всей Smart Mesh-сети занимает несколько минут и выполняется с центральной системы управления.

Высокая безопасность
Все обратные связи между узлами шифруются и скрываются, что обеспечивает безопасность и надежность операции.

Точки могут работать в MESH сети как самостоятельно (например, интеллектуальные точки — Motorola), так и в качестве тонкого клиента под управление контроллера (Blusocket).

«Умные» точки доступа могут динамически перераспределять нагрузку. Если одна точка оказывается перегружена, она снижает мощность и передаёт часть своих абонентов соседним точкам, которые увеличивают мощность.

Современные точки могут использовать дополнительные радионтерфейсы (2-ой или 3-ий) в качестве сенсора окружающего радиоэфира, что позволяет в автоматическом режиме выбирать оптимальные радоиканалы и излучающую мощность сигнала для снижения влияния интерференции. Сенсор также может регистрировать подключение незарегистрированных точек, информировать об этом администартора сети, а также использовать активное подавление радиосигнала от незаконно установленных точек (защита радиопериметра).

Таким образом значительно упрощается проведение пуско-наладочных работ. Часто данныя технолгогия позволяет исключть трудоёмкую и дорогостоящую процедуру радиопланирования.

Использование VLAN с несколькими SSID позволяет и QoS позволяет приоритезировать критичный к задержкам трафик для бизнес-пользователей за счёт обрезания сокрости для гостевого доступа.

Основное преимущенство MESH сетей в их мобильности и высокой скорости развёртывания. При переезде в новый офис компания может забрать точки доступа с собой и развернуть сеть Wi-Fi за несколько часов.

Технология MESH активно применяется не только в офисных зданиях. MESH удобно использовать для организации публичного доступа в интернет на открытых площадках, площадаях парках и стадионах.

Отдельное направление MESH - сетей — организация равномерного покрытия на больших складских площадях.

Таким образом Wi-Fi перестало быть игрушкой для домашнего использования. В наши дни профессиональные Wi-Fi решения используются бизнесом как основной рабочий IT-инструмент.

Существуют простые в использовании анализаторы сети, такие как NETSCOUT AirCheck G2 . Это похожий на смартфон прибор с поддержкой стандартов Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac. С данным портативным прибором можно обойти все помещения, замерить уровень сигнала и нанести границы зоны покрытия на карту, в том числе и с привязкой к координатам GPS.

Портативный анализатор сети NETSCOUT AirCheck G2

С помощью анализатора NETSCOUT AirCheck G2 можно решить сразу множество задач. В частности, можно убедиться, что сеть Wi-Fi покрывает все требуемое пространство, но при этом не выходит за пределы контролируемой территории, например, на улицу. Также можно проверить производительность сети, бесшовность роуминга, наличие источников помех и т. д.