Ce este plasa? Rețeaua mesh este... Ce este un sistem Mesh WiFi - Echipamentul și aplicarea rețelelor Mesh Așteaptă, adică nu te poți conecta la Facebook folosind această tehnologie

Producătorii lucrează în mod constant pentru a îmbunătăți performanța routerelor lor WLAN. Apare o nouă funcționalitate, lățimea de bandă crește, dar în același timp dispozitivele devin din ce în ce mai ieftine.

Problemă: distanțe lungi și obstacole masive, cum ar fi pereții, lasă adesea doar o mică parte din viteza de transfer de date posibilă teoretic. Conexiunea dintre router și computer din camera de zi poate fi grozavă, dar vor putea copiii tăi să o folosească în dormitorul de la etaj sau, de exemplu, semnalul va ajunge la congelatorul inteligent de la subsol - asta este întrebarea.

Răspunsul la aceasta este de obicei: trebuie să utilizați un repetor de semnal WLAN, așa-numitul repetor WLAN. Acesta creează o gamă mai largă de router și, în general, funcționează impecabil. O soluție alternativă pentru a crește raza de acțiune a routerului este. Dar este posibil să nu fie aplicabile peste tot și uneori le lipsește fiabilitatea.

Multe extensii de acoperire WLAN sunt destul de compacte și pot fi amplasate cu ușurință în tot apartamentul, cum ar fi stațiile TP-Link Deco prezentate aici

Extensoare WLAN fără pretenții

Așa-numitele sisteme Mesh-WLAN promit un succes și mai mare în această chestiune. Ele pot consta, practic, din câte „stații de radio” doriți, pe care le plasați strategic în jurul casei sau apartamentului dvs.

Stațiile se conectează între ele prin propria lor rețea și fiecare servește ca punct de acces la o rețea WLAN comună de acasă. Este important ca sistemul să se controleze singur și transferul de date între punctele individuale și dispozitivele finale aproape independent.

Utilizatorul nu este obligat să intervină în configurare atunci când începe lucrul; sunt necesare doar acțiuni minime în aplicația Andoid sau iOS. Doar atunci când alegeți locația punctelor va trebui să vă gândiți puțin.

Sfaturile noastre, bazate pe experiența practică: cu cât mai mare cu atât mai bine. Pe partea superioară a unui dulap sau chiar în partea de sus a raftului de cărți, sistemul este capabil să ofere cele mai mari rate de transfer de date.

Google Wifi: trendsetter

Cel mai faimos reprezentant al acestei noi familii de dispozitive este . În plus, este unul dintre cele mai ieftine sisteme: o „stație radio” costă aproximativ 130 de euro, care se instalează rapid, deși practic nu oferă opțiuni de configurare, iar totul se face doar prin intermediul aplicației.

Din debitul nominal de 300 Mbit în gama de 2,4 GHz, în măsurători practice pe o tabletă în condiții bune, mai sunt 165 Mbit/s buni. În spatele unui zid gros și la o distanță de 19 metri, această cifră scade la 72 Mbit/s, dar o conexiune WLAN obișnuită în aceleași condiții cu greu ar fi capabilă de mai mult. În comparație cu alte sisteme, aceasta este în orice caz o performanță medie spre bună.

Ceea ce este oarecum enervant aici este să fii forțat să folosești un serviciu cloud. Pentru a folosi Google Wifi, veți avea nevoie cu siguranță de un cont Google Cloud, care vă va costa câțiva euro pe lună și vă deschide, de asemenea, întrebări despre securitatea datelor dvs. personale.

Netgear Orbi: Stabilește ritmul

Dintre toate sistemele pe care le-am testat, cel mai mult ne-a plăcut și mai ales datorită performanței sale în domeniul vitezei de transfer de date: chiar și în condiții dificile a ajuns la cel puțin 124 Mbit/s. În timpul testării, niciunul dintre concurenți nu s-a apropiat de astfel de indicatori. În cel mai bun caz, am măsurat un record de 191 Mbit/s.

În plus, configurarea sistemului este foarte ușoară, utilizatorul având posibilitatea de a-l gestiona printr-o aplicație sau o interfață web. Netgear oferă, de asemenea, funcționalități suplimentare pe care alte soluții nu le au. În special, puteți organiza o rețea de domiciliu suplimentară sau puteți integra Orbi ca punct de acces într-o rețea existentă. Mai mult, aici nu sunt necesare servicii cloud. Dar soluția în sine este cu adevărat costisitoare: echipamentul de bază cu un router și un satelit va costa aproximativ 27.000 de ruble.

Sisteme WLAN Mesh: prezentare generală a tuturor modelelor testate

Revizuirea arată toate sistemele Mesh pure pe care le-am examinat în timpul testării practice și include o comparație a ratelor de transfer de date măsurate cu cele evaluate, precum și datele de cost și de configurare.

Fotografie: Companii de productie

La sfârșitul lunii august, Greenhouse of Social Technologies a organizat un atelier privind crearea unei rețele Mesh. L-am invitat pe specialistul rețelei mesh Stanislav Slavkov, care a descris beneficiile lor pentru sectoarele public, privat și de afaceri și a creat o conexiune mesh în timp real.

Ce este o rețea mesh?

O rețea mesh este o asociere de calculatoare care nu utilizează tehnologia tradițională - clienți și un punct de acces - ci o asociere în care semnalul și traficul dintre computere sau alte dispozitive este direcționat direct prin computere, fără participarea vreunui server centralizat.

Avantajele acestei tehnologii

Avantajele acestei tehnologii sunt destul de evidente - dacă se întâmplă vreo urgență și nodul central al rețelei eșuează, atunci, în consecință, comunicarea cu toate nodurile rețelei se pierde.

Dacă un nod eșuează atunci când se utilizează tehnologia mesh, atunci topologia rețelei va fi pur și simplu reconstruită. Când trimiteți un mesaj, veți fi notificat că nodul este indisponibil și va fi selectată o altă cale alternativă.

CJDNS este o rețea sigură pentru oamenii obișnuiți

Există diferite tipuri de rețele mesh, cum ar fi CJDNS. Această rețea este interesantă deoarece structura sa folosește tehnologia IPv6, un protocol care are perspective de implementare pe Internet. În plus, rețeaua CJDNS este o rețea sigură și este destinată oamenilor obișnuiți.

Este sigur deoarece tot traficul din această rețea este criptat folosind un protocol standard de cheie privată și publică. Acestea. Când o persoană transmite ceva unei a doua persoane, doar a doua persoană îl poate descifra.

Confidențialitate și anonimat

Mulți oameni știu despre existența unor lucruri precum SORM și PRISM. Acestea sunt, evident, practici utile pentru stat - ajută la urmărirea teroriștilor etc. Dar, în același timp, puțini oameni sunt fericiți că informațiile și mesajele lor personale pot fi citite de guvern. Atunci când utilizați rețele mesh, informațiile ajung doar la persoana căreia îi sunt destinate.

În același timp, rețeaua CJDNS este privată, dar nu anonimă. Ce înseamnă acest lucru?

Confidențialitatea este atunci când îi trimiți un mesaj prietenului tău și numai prietenul tău îl poate citi. Pe de altă parte, autorul poate fi identificat cu suficientă acuratețe. Aceasta este o diferență fundamentală între rețeaua CJDNS și rețele anonime precum , Tor etc. Rețeaua CJDNS este poziționată mai mult ca o rețea deschisă prietenoasă și un înlocuitor pentru protocoalele existente pe Internet.

Unde poate fi folosită o rețea mesh?

În primul rând, deoarece criptarea este utilizată pe scară largă, o rețea mesh poate fi utilizată în toate domeniile în care transferul de informații în formă criptată este critic. Avantajul CJDNS este că tot traficul transmis prin intermediul acestuia este deja criptat. În același timp, deoarece toate programele văd această rețea ca o conexiune de rețea obișnuită, dacă acceptă IPv6, pot lucra cu această rețea.

De asemenea, CJDNS are o acoperire mai bună în comparație cu rețelele obișnuite. De exemplu, dacă îți imaginezi că ai un router acasă, vecinii tăi mai au două routere etc., atunci tu, stând în apartament, poți vedea 5-6 puncte de acces, deschise sau închise, în funcție de disponibilitate parole. Dezavantajul este că nu vă puteți conecta la ele dacă sunt blocate cu o parolă și fiecare are propriul canal de acces la Internet. Dacă utilizați o rețea mesh, și nu neapărat CJDNS, atunci aceste puncte vor fi combinate împreună, iar dacă există o supraîncărcare la un moment dat, traficul va merge către canalul altui punct. În consecință, și acoperirea rețelei crește, deoarece va avea loc configurarea automată a canalelor pentru a elimina interferențele - astfel încât canalele să nu se intersecteze între ele și punctele de acces să nu se blocheze unele pe altele.

Caracteristicile CJDNS

Caracteristicile CJDNS sunt rutarea și DHT.

Un atac Man-in-the-middle este un atac în care între dvs. și serverul unde trimiteți date, există un alt dispozitiv care poate asculta traficul și îl poate transmite mai departe.

În rețelele obișnuite, acest lucru este evitat în felul următor: când, de exemplu, mergi la Internet banking, folosește criptarea HTTPS, vezi un certificat care confirmă că acest nod este într-adevăr o bancă și nu un alt nod.

Rețeaua CJDNS folosește o tehnologie ușor diferită. Deoarece în rețea există chei publice și private, atunci când trimiteți informații care sunt criptate cu cheia dvs. privată sau cheia publică a persoanei căreia îi trimiteți datele, doar proprietarul cheii le poate citi. Este posibil să existe un număr nelimitat de persoane care doresc să asculte aceste informații, dar nu vor putea face acest lucru deoarece nu au cheile corespunzătoare.

În plus, aș dori să remarc că tehnologia DPI nu poate fi utilizată în principiu în această rețea. DPI este o tehnologie care se ocupă cu analiza profundă a traficului. Pentru furnizori este foarte profitabil, pentru oamenii obișnuiți nu este.

Furnizorii care folosesc această tehnologie pot reduce prioritatea traficului torrent și, atunci când sunt detectate anumite expresii sau interogări de căutare, pot fie să salveze istoricul, fie chiar să înlocuiască rezultatele căutării.

Cu CJDNS, deoarece toate pachetele sunt criptate, este practic imposibil să analizezi ceea ce este în interiorul pachetului. În acest fel se realizează secretul corespondenței, secretul oricărei informații și imposibilitatea prioritizării traficului.

Cine are nevoie de rețele mesh?

1. Afaceri

În primul rând, rețelele mesh pot fi folosite în afaceri. De exemplu, acum există multe terminale de plată și bancomate pe străzi și toate se conectează cumva la internet. Practic, acestea sunt modemuri 3G sau 4G de la operatori celulari. Pe de o parte, aceasta este, desigur, o soluție simplă și bună, dar, pe de altă parte, prețurile lor sunt de obicei foarte umflate, iar viteza de primire și transmitere a informațiilor este foarte mică.

Când utilizați o rețea mesh, dacă zona este deja acoperită de o rețea mesh, nodul suplimentar instalat nu numai că va obține acces la Internet și rețeaua CJDNS, ci va acționa și ca un repetor și, în consecință, va îmbunătăți semnalul general al rețelei. .

În plus, în rețeaua CJDNS, rezervarea canalelor este posibilă - într-o situație în care rețeaua este supraîncărcată, direcția traficului poate fi schimbată, și astfel obținem diversitate de încărcare, care asigură că nu se pierde comunicarea din cauza congestiei rețelei (ca , de exemplu, se întâmplă în ziua de Anul Nou).

2. La stat

S-ar părea, de ce are nevoie statul de rețele mesh dacă acestea sunt, de fapt, necontrolate? Pentru că, în același timp, este cel mai ieftin acces la Internet. În esență, dacă instalăm un punct de acces la rețeaua CJDNS într-o singură casă și apoi, conform unui program social, distribuim routere în fiecare apartament, atunci acest lucru simplifică foarte mult instalarea și conectarea noilor abonați și, de asemenea, crește capacitatea rețelei. și în general crește viteza rețelei.

Apoi, întrucât este benefic pentru stat ca serviciile electronice să fie simple și accesibile cetățenilor, cetățenii care folosesc rețeaua vor putea accesa destul de rapid astfel de servicii. Și, din nou, este gratuit.

3. Către furnizor

Avantajele pentru furnizori sunt ușurința instalării rețelei. Se va face și demonopolizarea, pentru că dacă această rețea va exista, ea va fi, de fapt, unită, dar problema ultimului kilometru poate fi rezolvată de furnizori care vor stabili conexiuni între segmentele acestei rețele, vor crește capacitatea acestei rețele. prin amenajarea unor canale suplimentare sau prin instalarea de puncte de acces care vor fi disponibile consumatorilor. În plus, nimeni nu oprește furnizorul să creeze o rețea CJDNS cu o parolă și să ofere acces la ea pentru bani puțini. Dar în viitor, așa cum am spus deja, acest lucru poate dispărea, deoarece vor apărea analogi deschisi.

Ce este o rețea mesh? Pentru o mai bună înțelegere, vă puteți imagina un design format dintr-un set de routere interconectate care alcătuiesc nodurile (punctele) de rețea. Aceste noduri de rețea asigură comunicare reciprocă pentru a oferi acoperire a semnalului Internet pe o zonă mai largă decât doar în limitele unei case private. O rețea mesh se caracterizează prin faptul că oferă acces la Internet aproape oriunde în aria de acoperire a nodurilor. De exemplu, pe întreaga zonă a unei clădiri cu mai multe etaje sau într-o zonă care acoperă mai multe blocuri.

Unele produse pentru casă inteligentă, cum ar fi SmartThings de la Samsung, sunt capabile să interacționeze cu alte componente ale întregului sistem mesh (senzori, alarme etc.). Toate acestea sunt folosite pentru a îndeplini anumite sarcini fără a fi necesară stabilirea unei conexiuni cu centrul principal.

Acasă Structura celulară

Rețeaua Mesh, concepută pentru utilizatorii casnici, oferă comunicații stabile care acoperă întreaga zonă de locuit a unei case sau a unui birou mic.

Pentru a asigura o acoperire completă a rețelei, o rețea utilizează de obicei mai multe routere. Există o serie de sisteme mesh profesionale dovedite, cum ar fi Google Wi-Fi sau Orbi de la NETGEAR.

Structura celulară municipală

Comunitățile (rețelele de plasă municipale) amintesc foarte mult de structurile care sunt create pentru dispozitivele de comunicație în condiții obișnuite de viață (rețea de domiciliu). Există o singură excepție aici.

În loc de un dispozitiv conceput să acopere o zonă dintr-o singură clădire, o structură de plasă municipală acoperă o zonă urbană sau un întreg oraș. Produsul FabFi este un exemplu ilustrativ de rețea mesh care funcționează la scară de oraș.

Cum funcționează o rețea Wi-Fi mesh

În mod convențional, o rețea mesh de acasă poate fi gândită ca un lanț de legături. Fiecare link (nod de plasă) deschide o conexiune la alte link-uri. Evident, lanțul (rețeaua) creată în acest fel este capabil să parcurgă distanțe mari. Semnificativ mai îndepărtat decât orice legătură (nod) unică.

Intervalul este asigurat prin legarea nodurilor între ele, indiferent de câte noduri sunt prezente. Pentru a transforma Wi-Fi standard într-o rețea mesh, este necesară o configurație adecvată. Datorită configurației finalizate, este instalată o configurație pentru mai multe noduri de comunicare.

Pe baza configurației create, ei organizează un nod principal bazat pe un modem - un dispozitiv de comutare a rețelei, care joacă rolul unui router obișnuit. Apoi, nodul suplimentar este conectat direct la primul nod.

Al treilea, al patrulea etc. sunt conectați în același mod. un nod care comunică cu alte noduri învecinate pentru a oferi serviciul Wi-Fi cât mai departe posibil de nodul principal în care se află modemul.

Sistemele de rețea mesh sunt create special în scopul organizării traficului ruterului. Dispozitivele funcționează în tandem în mod implicit. Prin urmare, utilizatorul nu trebuie să aibă cunoștințe speciale cu privire la setări.

Ca exemplu, luați în considerare o opțiune de acasă în care conexiunea furnizorului de internet este conectată la subsol. Linia ISP este conectată la modem, la fel ca unul dintre nodurile sistemului mesh. Alte noduri sunt conectate în diferite încăperi ale casei, întărind astfel semnalul Wi-Fi pentru o transmisie fiabilă în întreaga zonă a clădirii.

Avantajele și dezavantajele unei rețele mesh de acasă

Ideea evidentă este că, dacă mai multe noduri sunt instalate ca parte a unei clădiri rezidențiale, fiecare dintre punctele de operare este capabil să funcționeze la viteză maximă. Cu alte cuvinte, atunci când furnizorul de servicii de internet oferă trafic la o viteză de 30 Mbps și există trei puncte de operare în casă, toate cele trei puncte permit funcționarea la aceeași viteză - 30 Mbps.

Cu toate acestea, această operație nu este acceptată de configurația rețelei. Toate cele trei celule (în exemplul de mai sus), dacă sunt utilizate la putere maximă, vor împărți în mod egal cei 30 Mbit/s alocați pentru consumul casnic. Adică, în realitate, fiecare celulă individuală va avea 10 Mbit/s.

Lățimea de bandă setată pentru versiunea acasă menține o anumită viteză indiferent de caracteristicile de funcționare ale rețelei locale. Un utilizator poate avea un router, o rețea mesh de 4 sau 15 celule acoperite de lățimea de bandă acceptată.

Indiferent cât de mult ai hrăni un inginer de rețea (cu promisiuni despre intervalul de legături și numărul de abonați pe punct), el se uită în continuare la Mesh. Dacă nu vorbim despre o bandă sau despre construirea de rețele, Wikipedia ne va duce la pagina Topologie de plasă. Și totul pare să fie corect, dar Mesh este mai mult decât o simplă topologie de rețea. Acesta este un bazin mare de tehnologii și, cel mai probabil, filozofie. Odată ce ești cufundat într-un subiect și îmbibat cu astfel de idei, nu mai există întoarcere și nu poți privi lumea în modul vechi. După o serie de articole, este puțin probabil să vă păstrați stilul obișnuit de a gândi și de a rezolva problemele care apar. Deci, dacă, conform noii legislații, intenționați să vă pensionați în următoarele luni și să vă petreceți restul zilelor la casa preferată, atunci nu trebuie să citiți mai departe acest articol. Dar dacă încă ești plin de forță pentru a descoperi ceva nou, ești binevenit să citești articolul de pe Wikipedia și apoi să te arunci în acest ciclu de vârtej.

Asa de. Să definim ce înțelegem prin termenul Mesh:

1. Topologie de plasă.
Acesta este un articol obligatoriu. Dacă cineva încearcă să vă spună despre „ruterul principal” sau „arborele de rutare”, atunci nu ezitați să trimiteți această persoană să citească o serie de articole și amintiți-vă că este un escroc. Nu pot exista arbori sau routere „master” în rețelele Mesh. Este întotdeauna o rețea plată și întotdeauna peer-to-peer. Pot exista cazuri când un altul este construit peste o rețea Mesh, dar acest lucru este greu de înțeles de la început și va fi tratat în articolele următoare.

2. Disponibilitatea algoritmilor de control al traficului (selectarea drumului).
Nu mai puțin important punct. Lipsa lui înseamnă că ai un simplu repetor sau chiar mai multe repetoare care nu sunt capabile să transmită trafic optim și sunt o relicvă a trecutului.

3. Capacitatea de a reconstrui topologia rețelei în orice moment, menținând conectivitatea.
De fapt, rezultă din al doilea punct. În orice moment, cineva poate părăsi rețeaua sau se poate muta în altă locație. Rețeaua trebuie să continue să funcționeze imediat. Puteți numi aceasta „recuperare automată”, ceea ce nu ar fi în întregime corect, deoarece acest punct se referă și la rețelele dinamice. Adică, imaginați-vă că toate routerele sunt în permanență în mișcare haotică, iar traficul trebuie transmis. O stare limită și un caz special, dar este cel care se referă imediat la Mesh, recuperare automată, reconstruire topologie și atât.

În articolele următoare, vom atinge cu siguranță subiectul VPN cu plasă completă, rețelele suprapuse și algoritmii de rutare, dar deocamdată ne vom referi la elementele de bază și ne vom concentra în mod special pe rețelele wireless.
Deci... Indisolubil cu termenul Mesh există întotdeauna un apendice cu un pachet de alți termeni, fără de care este greu să despărțim muștele de cotlet și să explici măcar ceva, așa că locul lor este chiar la început.

• Nodul/Nodul este un participant egal în rețea. De obicei este un router.
• Path/Route - un lanț de noduri intermediare necesare pentru transmiterea unui pachet la un moment dat. Pot fi utilizate diferite opțiuni în funcție de algoritmul prin care este transmis traficul.
• Gateway este un router de frontieră prin care nodurile se pot conecta la alte rețele.

În cele mai multe cazuri, traficul merge întotdeauna de la un nod de-a lungul unei căi către poarta de acces sau de la poartă către același nod, tot de-a lungul unei căi. De asemenea, se întâmplă ca nodurile să facă schimb de trafic în cadrul rețelei. Din punctul de vedere al construirii unei căi/trasee, aceasta ar trebui să fie o operațiune absolut similară prin care să fie construită aceeași rută către gateway (rețineți ce am spus despre arbore).

Să trecem la exemple.

Astăzi, cel mai promovat proiect și, poate, cea mai mare rețea Mesh este Guifi. Din punct de vedere geografic, rețeaua este situată în Catalonia și, din 2018, are chiar și propriul AS. Aproximativ treizeci de mii de noduri sunt folosite în fiecare secundă pentru a transmite traficul utilizatorilor. Gândiți-vă doar la aceste numere... Și cândva, totul a început cu un singur router pentru a conecta Internetul într-o zonă în care niciun furnizor nu a îndrăznit să-l extindă. Apoi vecinilor, prietenilor etc. Așa s-a format una dintre cele mai puternice comunități.
La fel de cool sunt și băieții de la Freifunk, o comunitate germană care face același lucru. Această comunitate este un exemplu al modului în care Mesh devine filozofie. Ei proclamă libertatea de acces la informație și comunicare drept unul dintre principiile lor principale. De fapt, un grup de entuziaști dezvoltă în mod activ software cu sursă deschisă și chiar se angajează la kernel-ul Linux, în timp ce construiesc simultan rețele Mesh fără fir în Germania.
Dar există și proiecte comerciale, precum Village Telco. Au un amuzant publicitate pe YouTube, asigurați-vă că îl verificați. De fapt, nu doar implementează rețele, ci oferă și servicii de telefonie IP. Totul a început cu un studiu care arată că cel mai mare număr de apeluri sunt făcute de locuitorii satului între ei. De asemenea, a arătat că în multe sate conexiunea este foarte slabă, iar în unele locuri pur și simplu nu există. Deoarece instalarea stațiilor de bază în conformitate cu toate regulile a depășit mijloacele acestui startup, au rezolvat problema în mod elegant - folosind Wi-Fi ca bază. Compania există și astăzi, continuându-și munca bună.
A existat odată un proiect african WUG (Wireless User Group) și un proiect OLPC (One Laptop per Child).

Toate aceste comunități și proiecte pot fi unite după un singur criteriu - " Construirea de rețele mesh în locuri cu infrastructură mică sau deloc„Tocmai pentru asta se potrivesc cel mai bine rețelele Mesh. Sate îndepărtate de centrul regional, o zonă deșertică sau un sat din munți. Folosind Mesh, poți nu numai să oferi unor astfel de locuri comunicații și acces la Internet, ci și să faci bani din aceasta.

Al doilea caz comun de utilizare este „ Acces în masă la internet pentru locuitorii orașului„. În Europa există multe centre istorice și locuri turistice în care este pur și simplu imposibil să instalați optică, pentru că nimeni nu va da permisiunea pentru asta, iar în urmă cu câteva secole construirea canalelor de cabluri nu era o cerință atât de evidentă. Avem pentru a ieși și din nou se potrivesc perfect pentru a rezolva o astfel de problemă Rețelele Mesh.

În Barcelona, ​​puteți găsi acum un hotspot Wi-Fi pe aproape fiecare lampă, oferind acces la internet turiștilor. Există o rețea similară în campusul MIT din 2006 (numită și „Roofnet”). De fapt, acesta este cazul când există un punct de acces la Internet în jur la o distanță de câteva sute de metri până la un kilometru, dar din cauza circumstanțelor nu este posibilă acoperirea zonei cu comunicații. Acestea pot fi depozite uriașe, unde nevoile de automatizare necesită acoperire Wi-Fi în întreaga zonă, sau parcuri de agrement, unde există doar copaci și lumini stradale.

Imaginează-ți doar că oamenii secolului XXI stau într-un apartament confortabil, merg la un jogging de dimineață, își pun căștile cu muzica preferată și descoperă că în parcul de lângă hotel serviciul lor preferat de streaming nu funcționează pentru că internetul a dispărut! Drept urmare, hotelul primește o grămadă de recenzii negative și afacerile au de suferit. Și se pare că zona de acoperire Wi-Fi trebuie extinsă, dar firele nu pot fi trase, altfel aspectul parcului se va deteriora și acesta va fi un alt val de recenzii negative. Încercați să ghiciți ce tehnologie poate fi folosită pentru a rezolva această problemă rapid și eficient? Cred că mă înțelegi.

Un alt scenariu important este „ Menținerea conectivității între obiectele în mișcare". Cum să explic mai simplu... Îți amintești proiectul Google Loon? În care baloanele zburau și distribuiau internetul? Am noutăți pentru tine. Au fost organizate și într-o rețea Mesh. Vorbesc serios, iată un brevet . De fapt, o astfel de rețea Mesh între baloane a fost folosită ca coloană vertebrală pentru stațiile de bază LTE. Un fel de simbioză, dar nu asta este ideea. Baloanele sunt lucruri imprevizibile care își pot schimba oricând poziția în spațiu. Topologia unor astfel de o rețea se schimbă constant, nodurile pot zbura și zbura departe în sensul literal.

Doar algoritmii de rutare Mesh pot menține conectivitatea în acest mod.

Soluții similare sunt solicitate la șantierele industriale cu un număr mare de echipamente în mișcare (stivuitoare în depozite, basculante în cariere, grupuri de drone sau vehicule într-o coloană, așa-numita „mișcare a caravanelor”).

Apropo, merită dezvăluit mai detaliat despre transport.

În lumea modernă, totul se străduiește pentru automatizare și un loc în soare în „Internetul obiectelor”, iar mașinile nu fac excepție. Ați auzit de V2V sau V2X? Tehnologii pentru mașini inteligente care le permit să comunice între ele sau cu orice altceva, să ia decizii pe baza informațiilor primite și să acționeze colectiv. În esență, inteligența roiului. Este vorba și despre Mesh, există chiar și un standard - 802.11p. Da, din nou bazat pe Wi-Fi. Și acest lucru este grozav, deoarece puteți construi soluții pe hardware-ul de bază și puteți reduce imediat costul produsului final imediat de la poartă. Suportul a fost adus la Linux cu mulți ani în urmă sub numele OCB.

S-ar părea că ia-o și fă-o, dar Mesh nu a obținut o creștere rapidă în niciunul dintre domenii.
De ce s-a întâmplat asta? Răspunsul este simplu și constă din mai multe puncte:

1. Viteze mici ale canalului.

În anii 2000, maximul care putea fi obținut efectiv era 300 Mbit/s în banda de 5 GHz. Pentru OCB este chiar mai puțin, de două sau de patru ori. Vitezele reale la astfel de rate de biți nu au impresionat pe nimeni nici măcar în acel moment. De aceea totul s-a stins cumva și a fost pus într-o cutie până la vremuri mai bune.

2. Lipsa materialelor de instruire structurate.
La acea vreme, Mesh era în mare parte domeniul entuziaștilor, atât utilizatori, cât și companii care încercau să dezvolte această tehnologie. Pragul de intrare s-a dovedit a fi mai mare decât pentru rețelele tradiționale, ceea ce a dus la popularitatea scăzută a Mesh.

Astăzi situația s-a schimbat. 802.11ac vă permite să atingeți o viteză de canal de 1,7 Gbps pe echipamentele existente. Routerele masive care acceptă 802.11ax sunt deja pe drum. Au apărut standardele 802.11ad la 60 GHz și o viteză a canalului de 4 Gbit/s. 802.11ay este aproape disponibil acum, cu viteze reale ale canalelor de 44-176 Gbps, iar MU-MIMO doar îl solicită în Mesh. Cu alte cuvinte, a fost atinsă o masă critică de tehnologii, iar capacitatea a atins abia acum nivelul necesar. Cu toate acestea, rămâne al doilea punct - despre materialele educaționale. Și dacă nu pot face mare lucru în ceea ce privește standardele de comunicare fără fir, atunci voi încerca să spun și să explic. Vei vedea că ceva se va rezolva.

Calculați capacitatea și debitul

Pentru a înțelege cum sunt proiectate rețelele Mesh, trebuie să uitați pentru prima dată de metodele de proiectare a rețelelor standard Point-to-Multipoint. Da, este important. Imaginează-ți doar că în mintea ta ai doar cunoștințe despre propagarea semnalului radio, o înțelegere aproximativă a modului în care funcționează Wi-Fi și matematică și logică...
De asemenea, să decidem imediat asupra unui lucru: acest articol este despre tehnologie și nu despre reglementări în Federația Rusă și în alte țări. Scenariile sunt în mod deliberat, considerați-o artificial, simplificate și chiar distorsionate doar pentru a le face mai clar.

Deci, condițiile sunt egale. Toate dispozitivele sunt 802.11ac, (MU-)MIMO 2x2, lățimea canalului de 80 MHz.

Principalele diferențe față de sectorul obișnuit sunt că viteza aici nu scade, este împărțită.

Pentru a înțelege mai bine, imaginați-vă că pompierii trec o găleată cu apă pe un lanț ( AICI ). Pachetul este transmis în același mod în rețelele Mesh. Diferența este că un pompier poate trece pe lângă o găleată și poate ridica imediat alta, dar la radio situația este diferită. În timp ce un router transmite, mai mulți vecini îl aud și nu pot transmite nimic în acel moment.

Acest lucru se datorează mai multor factori. În primul rând, există un astfel de lucru precum CCA și nu vă permite să trimiteți nimic prin aer până când nivelul semnalului scade la un nivel acceptabil. În al doilea rând, chiar dacă dezactivați CCA, mecanismul RTS/CTS (Request to Send / Clear to Send) va funcționa exact ca în imaginea de mai sus, nepermițând routerului să transmită un cadru dacă a auzit o confirmare CTS de la un vecin . Deoarece antenele sunt de obicei omnidirecționale, această schemă de partajare a lățimii de bandă se extinde pe 360 ​​de grade.

Adică, imaginați-vă că pompierii au o găleată care nu este una clasică conică, ci una grea cu stâlp lung orizontal, pe care trei persoane sunt nevoite să o țină în același timp. Primul a trecut la al doilea, al doilea la al treilea, al treilea a început să treacă la al patrulea, dar cel de-al doilea încă nu poate da drumul stâlpului și primul este nevoit să-l aștepte. El va putea să treacă următoarea găleată numai atunci când a patra este garantat să treacă găleata către a cincea și mâinile secundului sunt cu siguranță libere. Doar repeta această situație în capul tău de mai multe ori.

Puteți îmbunătăți situația adăugând un alt modul radio. În acest caz, debitul va crește, deoarece dispozitivul va putea transmite/primi simultan două cadre deodată. O abordare puțin mai bună este să transmiteți cadrul printr-o interfață radio diferită de la care a fost primit, adică să alternați. Acest lucru vă permite să optimizați trecerea și să distanțați următorul hop pe cât posibil în cadrul aceluiași canal wireless.

O altă modalitate de a crește debitul este subputerea. Dacă utilizați această tehnică, atunci datorită neliniarității atenuării semnalului în spațiu deschis, puteți obține o reducere a zonei de vizibilitate, evitând astfel o altă iterație de înjumătățire a lățimii de bandă.
Adică să ne imaginăm că pompierii încă trec pe lângă găleată, dar acum stâlpul s-a scurtat și doar două persoane îl țin odată. Și așa, primul l-a trecut celui de-al doilea, așteaptă să-l treacă al doilea celui de-al treilea, al treilea celui de-al patrulea și poți să treci din nou găleata, pentru că al doilea are mâinile libere. .

Uneori este posibil să profitați de peisaj și să distribuiți punctele în așa fel încât fiecare nod (nod) să aibă conexiuni doar cu doi vecini. Se pare că eliminăm o altă iterație a diviziunii și totul devine destul de bun, dar nu perfect.

Cu cât folosim mai multe tehnici diferite, cu atât câștigul vom obține în cele din urmă mai mare. Pe lângă subestimarea puterii și intercalarea interfețelor, există și altele. De exemplu, dacă instalăm exclusiv routere Wave2 cu MIMO 2x2 și activăm MU-MIMO, atunci în unele cazuri debitul poate crește. Acest lucru depinde foarte mult de natura traficului și de configurația rețelei în sine, dar în Mesh tehnologii precum MU-MIMO funcționează cu cea mai mare eficiență.

Practică

Acum să vedem cum să estimăm rapid parametrii unei rețele fără fir și să comparăm sectorul VS Mesh.

Da, vă puteți aminti deja realizările pe sector.
Deci, principala diferență este că Mesh funcționează excelent acolo unde soluțiile clasice de sector pur și simplu nu vor funcționa. De exemplu, dezvoltarea densă de case de oraș/cabane cu mulți copaci. Ajustarea CPE prin frunziș este, de asemenea, o plăcere. Dimpotrivă, Mesh se va simți bine, deoarece frunzișul și casele suprimă semnalul de la următoarele următorul pas routere.
A doua diferență principală este scalabilitatea. Dacă în sectorul clasic există deja 30-40 de abonați, atunci adăugarea a încă cinci va fi simțită de toată lumea fără excepție. Latența medie va crește și capacitatea va scădea semnificativ, mai ales dacă este un abonat prost cu un indicator LOS prost. Numerele exacte depind de modul în care funcționează TDMA/Polling și de ce slot este alocat abonatului. Dacă slotul este de aproximativ 10 ms și sectorul este ocupat constant, atunci aș seta latența medie să crească cu 20-30 ms.
InfiNet sugerează calcularea folosind formula:

(C*2,5*F)/S,Unde:

C - numărul de dispozitive de abonat conectate (CPE),
F - dimensiunea cadrului, în milisecunde,
S - numărul utilizat de subslot.

Pe 40 de clienți și încărcare completă, aceasta este latență de aproximativ 400 ms. TDMA, la naiba. Acesta este principalul dezavantaj al abordării centralizate a instalării unui BS - întregul sector împarte același timp de antenă.

Pentru Mesh, indicatorul va fi diferit în diferite părți ale rețelei. Acele stații care sunt mai aproape de poartă vor avea cea mai mică întârziere, iar cele mai îndepărtate vor avea cea mai mare.
Propun să calculez folosind aceeași formulă:

(C*2,5*F),Unde:

C - numărul de routere Mesh din lanț,
F - dimensiunea cadrului, în milisecunde.

Dacă Mesh-ul nostru ar fi un pachet lung de routere (un caz special), atunci, în cel mai rău caz, rezultatele calculării întârzierii maxime ar fi exact aceleași. Adevărat, cu un avertisment - „numai pentru dispozitive extreme”. La mijloc ar fi, respectiv, 200 ms, iar mai aproape de gateway am avea cei mai fericiți abonați cu o întârziere de aproximativ 10 ms.
Merită să luați în considerare aici că, datorită locației relativ apropiate a dispozitivelor, bitrate-ul va fi de aproximativ două până la trei ori mai mare decât în ​​sector. Aceasta înseamnă că timpul de transmisie al unui cadru va scădea cu această sumă, iar întârzierea va scădea proporțional.

Dacă ne apropiem și mai mult de realitate, atunci rețeaua are o topologie mesh (bine, Mesh) și numărul de routere din lanț va fi aproximativ egal cu (A/N), unde:

A - numărul total de routere,
N este numărul mediu de vecini.

De obicei, N este egal cu 8, iar formula oferă aproximativ 50-75 ms latență maximă, 25 ms în medie și aproximativ 5-10 ms la marginea rețelei de lângă gateway.

Ce se întâmplă când adăugați încă cinci abonați?

Pentru a face acest lucru, trebuie să răspundem la încă o întrebare - „în ce parte a rețelei adăugăm acești abonați?” Dacă aceasta este partea cea mai îndepărtată de gateway, atunci restul rețelei nu va observa nimic, deoarece pentru ei numărul de routere din lanț nu s-a schimbat. Dacă este la mijloc, atunci aceasta este aproximativ 5 ms de întârziere suplimentară pentru jumătatea îndepărtată (de la gateway) a rețelei. Orice s-ar putea spune, în acest caz impactul asupra întârzierii este de aproximativ zece ori mai mic. De ce se întâmplă acest lucru - răspunsul se află la suprafață. Routerele împart doar timpul de antenă al vecinilor lor. În timp ce cineva din capătul îndepărtat își transmite cadrul, același lucru se întâmplă în altă parte a rețelei. De aici și câștigurile.

Cu lățimea de bandă, totul este puțin mai complicat, dar esența este aproximativ aceeași. Propun să calculăm capacitatea folosind următoarea formulă:

(B/A/K), Unde:

B - rata de biți medie ponderată. Să fie în cazul nostru egal cu 300 Mbit/s,
A - număr de CPE-uri,
K este coeficientul de cost empiric pentru utilizarea eterului, egal cu 2.

Pentru 40 de abonați, valoarea medie este de 3,75 Mbit/s. Dacă adăugăm cinci abonați la distanță lungă cu rata de biți care nu este cea mai mare, atunci cea medie scade, să zicem, la 280 Mbit/s. Rezultatul este o valoare medie de 3,1 Mbit/s per CPE.

Acest lucru este cu condiția ca să încercăm să egalizăm traficul între toți abonații. În realitate, va exista un dezechilibru mare între dispozitivele cele mai apropiate de BS și cele care sunt îndepărtate/cu o încălcare a LOS.

Într-o rețea Mesh, așa cum am scris mai devreme, vom avea din nou denivelări între dispozitivele cele mai apropiate de gateway (primul, al doilea, al treilea hop) și cele mai îndepărtate. Imaginea este mult îmbunătățită de ratele de biți ridicate ale dispozitivului în comparație cu sectorul. În laboratorul nostru, aceasta este de aproximativ 500-600 Mbit/s. Vom calcula debitul pe baza aceluiași coeficient general empiric egal cu 2. Grafic, acesta poate fi reprezentat astfel:

Cei mai îndepărtați abonați se dovedesc a fi cei mai scumpi. Pentru a livra cadrul, va trebui să „luați” timp de antenă altora de mai multe ori, hop cu hop.

Dacă lăsați totul la marea aleatorie, atunci dispozitivele cele mai apropiate de gateway vor capta resurse mai repede și vor domina provincia (la fel ca în viață). Acest lucru va limita în mod natural livrarea cadrelor „prețioase” și va împiedica degradarea rețelei la 70 Mbit/s de dragul mai multor routere de la periferie. Prețul acestei simplificări va fi latența și debitul complet imprevizibile în orice moment.

Pentru o distribuție mai mult sau mai puțin uniformă a lățimii de bandă, puteți merge în două moduri:

• Dependență grea sub formă de metode viclene de accesare a mediului cu alocarea unui slot, bazată pe sincronizare ultraprecisă a timpului între noduri prin GPS sau chiar mai captivanți algoritmi de sincronizare a timpului prin link-uri „cu pierderi”. Un fel de încercare de a pune o bufniță pe glob și de a face TDMA descentralizat.
• O soluție de inginerie simplă pentru a limita viteza pe interfețele AP sau Ethernet.

Ce prag în megabiți ar trebui să setăm? Să încercăm să numărăm. Pentru comoditate, voi posta un tabel.

Acesta este de aproximativ 1,7 ori mai mic decât rezultatul pe care l-am obținut calculând un parametru similar pe sector. Deoarece rețeaua mesh va fi rareori încărcată la 100%, aș limita conexiunea client la un prag de 5 Mbps. Insuficient? Am spus deja mai sus, există tehnici care vă permit să vă dublați aproximativ debitul. MU-MIMO la nivel fizic şi Codarea liniară a rețelei pe canal. Pe baza diverselor teste, putem vorbi despre o creștere de aproximativ o dată și jumătate din cauza MU-MIMOși până la 30% datorate Codarea liniară a rețelei. O să vă povestesc despre ele data viitoare. Viteza medie se poate ajunge la 4,5 Mbit/s cu prețul unei mici pierderi de latență (10-20%) și aceasta va fi chiar mai mare decât într-un sector cu același număr de abonați.

Iată un scenariu pentru furnizori: limitați Ethernet-ul în conformitate cu tariful „5 Megabit” și profitați de faptul că în orice moment îl puteți crește în siguranță la 10 Mbit/s.

Nu, nu mi-am propus să arăt că Mesh este mai bun și depășește sectorul în toate privințele. Vreau doar să arăt că ordinea numerelor este aceeași și diferența este la nivel de eroare în calcule. Deci ambele abordări merită atenție.
Deși, merită adăugat aici un detaliu foarte important. MU-MIMOȘi Codarea liniară a rețelei- acestea sunt tehnici legate direct de routere. Există o altă abordare - tehnici legate de arhitectura de rețea. Dacă ținem cont că nu instalăm stații de bază și costurile de conectare a canalului sunt reduse semnificativ, putem instala un al doilea gateway la marginea rețelei. Este indicat să faceți acest lucru pe marginea opusă și voi explica mai jos de ce.

În rețelele mesh, împărțirea lățimii de bandă începe la gateway sau la punctul de intrare. Gradientul se grăbește aproximativ spre mijlocul rețelei și sunt cei mai scumpi abonați, în ceea ce privește costurile de livrare a cadrelor. Prin instalarea unui astfel de gateway la celălalt capăt al rețelei, împărțim efectiv numărul maxim de hopuri la jumătate, iar canalele primului și celui de-al doilea hop ale ambelor gateway-uri vor fi complet independente în ceea ce privește împărțirea timpului de difuzare, astfel încât capacitatea lor poate fi adăugat în siguranță. Idealul, desigur, este să conectați al treilea canal chiar la mijloc (deci, LHG60 este foarte ieftin).

Scalare orizontală este principala putere a Mesh. Sectorul se va lupta, dar va atrage 60-80 de abonați. O rețea mesh poate include cu ușurință 100-300 de dispozitive. Pentru sector, acesta este deja nivelul în care întârzierile vor depăși 1-2 secunde și multe aplicații vor începe să spună „Hai, la revedere!” când încercați să vă conectați.

Scenarii tipice

Acum să rezolvăm problema. Avem o comunitate bogată de cabane de 200 de case, situate FOARTE departe de oraș în locuri pitorești, unde doar câțiva operatori de telefonie mobilă taxează și poți suna, dar doar EDGE este accesibil de pe Internet. Toată lumea vrea internet și 25 Mbit/s. Locuitorii sunt atât de cool și organizați încât amenință cu flash mob-uri periodice pentru a testa simultan capacitatea întregului sat. Locurile sunt foarte pitorești și localnicii nu vor permite decât ca aspectul lor să fie stricat de tot felul de turnuri, poate peste cadavrul lor și, de asemenea, amenință că va da în judecată pe oricine încearcă să construiască ceva înalt și urât (după înțelegerea lor) la distanță. de pana la 5 km de hotarul satului . Peste tot există poteci îngrijite de țiglă, felinare mici de iluminat și fire de alimentare ascunse sub pământ. Șeful satului, responsabil cu curățenia și frumusețea, după ce și-a propus să acoperim satul cu xPON și să extindem optica de-a lungul stâlpilor, aproape că a aruncat în tine un dosar cu acte, dar s-a oprit la timp și a explicat că o astfel de decizie ar tulbura aspectul. și este categoric inacceptabil.

Înțelegi deja la ce vreau să ajung. Nu puteți instala turnuri, nu puteți trage cabluri. Sunt posibile următoarele opțiuni:

1. Conexiunea este deja prezentă la marginea rețelei

Printr-un miracol s-a dovedit că optica xTelecom trecea prin apropiere și, mulțumesc pentru marea aleatorie, șeful site-ului era bine dispus. El a spus că pur și simplu nu știe cui să vândă altă fibră, conducerea pune întrebări incomode și iată-te. Prețul s-a potrivit tuturor, locuitorii nu s-au supărat, dar au pus condiția ca învelișul natural al dealurilor locale să fie restaurat. Pentru asta au decis. Avem un uplink gigabit, HURA!

2. Conexiune RRL

Pare ofensator, dar există șansa de a duce situația într-o direcție pozitivă și poate chiar în beneficiul tău. Deci, haideți să ne urmărim mâinile. Este posibil să aduceți internetul în sat cu RRL, mai ales la prețurile unor dispozitive precum LHG60. Este posibil să vă conectați conform vechii scheme cu un singur gateway, dar am luat deja în considerare acest lucru și nu ne interesează o astfel de soluție. Prin tradiție, ofer două opțiuni: conexiune în două puncte cu o creștere a debitului per client la 100 Mbit/s și conexiune în două puncte cu o reducere a costului dispozitivului de abonat de una și jumătate până la două ori.

Să începem cu prima opțiune. Fii atent la imagine. Culorile albastru și portocaliu indică din nou zonele de propagare a semnalului. În acest caz, avantajul routerelor Mesh scumpe cu două module radio vă permite să dublați debitul real (și să înjumătățiți latența, da) prin adăugarea unui al doilea gateway. Astfel, puteți oferi o creștere a lățimii de bandă tuturor clienților până la 100 Mbit/s fără nicio înlocuire a echipamentului, aranjați o promoție sau încărcați imediat de două ori mai mulți bani.

In cel de-al doilea caz (fara dublare), urmam aceeasi strategie, dar folosim dispozitive cu un singur modul radio. Aproximativ, vor costa de două ori mai mult. Imaginea cu case este acoperită cu portocaliu, ceea ce simbolizează utilizarea unui canal comun pentru toți.

3. Conexiune prin canal prin satelit.

În acest caz, managerul site-ului s-a dovedit a fi un nemernic și nu și-a împărtășit optica. În jur sunt doar păduri, pajiști și dealuri. Singura soluție care poate oferi oamenilor cumva internetul este un canal bidirecțional prin satelit. Tricolor oferă astăzi date nelimitate de până la 40 Mbit/s per client pentru un preț simbolic. Tot ce mai rămâne de făcut este să instalezi mai multe seturi pentru oamenii din sat, să implementezi o rețea Mesh și să te bucuri de micul lor monopol.

Vitezele sunt mici, dar nu există alternative. În plus, puteți adăuga oricând încă câteva kituri de satelit și puteți crește debitul total (da, scalare orizontală din nou).

Rezultate

În general, putem rezuma toate cele de mai sus sub forma unui tabel.

Sper că a fost informativ. În articolele următoare, vom analiza protocoalele de rutare pentru rețelele Mesh și, de fapt, ce tehnologii sunt folosite în aceste rețele.

Te văd.

Cu stimă,
Evil Wireless.
@EvilWirelessMan