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WiMesh

Revisão de 12h16min de 25 de junho de 2011 por Fabio (discussão | contribs)

WiMesh



1) Introdução

  • Apresentar os conceitos básicos sobre a tecnologia
    • O WiMesh — cujo nome vem do inglês mesh, que remete à idéia de uma teia — é uma rede de acesso à Internet sem fio em banda larga com um alcance intermediário entre o WiFi e o WiMax. As principais aplicações são para garantir acesso à rede mundial de computadores em grandes espaços abertos como, por exemplo, em um campus universitário, parques, pequenas cidades, portos ou grandes indústrias.
    • Redes Mesh são "redes em malha sem fio auto-configuráveis que interconectam um conjunto de nós fixos capazes de rotear pacotes entre si". Geralmente os nós e roteadores de redes WiMesh utilizam a tecnologia 802.11 em modo Ad-hoc, onde os nós de acesso se comunicam sem a necessidade de um AP central controlando toda a comunicação, criando asim uma malha de dados sem fio com custo de implantação reduzido devido à não necessidade de prévia implantação de uma infraestrutura.
    • As redes sem fio que utilizamos atualmente são divididas em células que determinam o Basic Service Set (BSS), ou seja, a área de cobertura daquela célula. Quando se tem a infra-estrutura com um ponto de acesso (AP) central temos uma rede local sem fio com infra-estrutura. Poderíamos ter também uma rede local sem fio sem infra-estrutura, onde os computadores acessariam as outras máquinas da rede sem ser mediado por um AP, esse modo de comunicação é chamado de modo Ad-hoc.
    • O modo Ad-hoc é interessante pelo fato de não necessitar da implantação prévia de uma infra-estrutura, característica muito interessante em casos de desastres naturais e operações de guerra, sendo este última o motivo principal da criação destas redes. As redes WiMesh são um exemplo de utilização de redes Adhoc, onde os AP’s comunicam entre si neste modo formando uma malha através da união de seus BSS formando um extenso ESS (Extended Service Set), que é uma rede de AP’s conectados entre si.


  • Descrever os principais fornecedores/desenvolvedores
  • Apontar cronologia de evolução
  • Destacar pontos relevantes
    • A grande vantagem do WiMesh é a possibilidade de comunicação mútua entre todos os pontos de transmissão e acesso, sem a necessidade de direcionar o tráfego de dados para uma torre central.
    • A banda é compartilhada entre todos os pontos de acesso da rede, ou seja, a velocidade da transmissão (seja a uma taxa de 11 ou 75 Mbps) é dividida entre todos os seus pontos.
    • Redes do tipo mesh possuem a vantagem de serem redes de baixo custo, fácil implantação e bastante tolerantes a falhas. A esta característica tem-se dado o nome de "resiliência".
    • Dependendo da tecnologia, especificação de hardware e quantidade de rádios, cada nó de uma rede mesh pode custar desde U$ 20,00 (open-mesh), até U$ 6.000,00 (Strix Systems). É possível que alcance valores bem maiores, como um fabricante que oferece equipamentos com até 12 rádios e valor de U$ 12.000,00 por nó.
    • As redes do tipo mesh também possuem um interessante campo de aplicação que são as redes sem fio para monitoramento e controle de variáveis na área industrial. Um ambiente industrial, assim como uma área urbana, possui uma arquitetura complexa, com muitos obstáculos fixos ou móveis que, dependendo da aplicação, dificultam ou inviabilizam a aplicação de enlaces sem fio tradicionais, quer sejam baseados do IEEE 802.11 ou proprietários. Com o advento das redes mesh e a sua característica principal de roteamento dinâmico, algumas aplicações industriais puderam ser viabilizadas, tornando possível o monitoramento e controle de variáveis ao longo de uma planta industrial.
    • O grande problema das redes mesh hoje consiste no excesso de informações sobre o roteamento que deve ser transportado junto com os pacotes de dados. Esta situação é chamada de "overhead". O resultado prático deste problema é a queda de desempenho das redes.
    • Perda de desempenho por número de saltos. Não existe na prática uma limitação para o número de saltos que uma informação pode dar numa rede mesh, mas existe uma degradação de performance que vai aumentando conforme aumenta o número de saltos. Em equipamentos com apenas 1 rádio 802.11g de um fabricante dos EUA, a performance que pode chegar a 7 Mbps no primeiro salto, não passa de 1 Mbps `a partir do quinto salto.



2) Funcionamento

  • Explicar os princípios básicos de funcionamento


  • Mostrar o fluxo de uma transmissão/recepção
  • Desenhar topologia/arquitetura
    • Um roteador WiMesh (ou mais) ligado à internet e vários outros roteadores espalhados por toda área de cobertura, que comunicam entre si até encontrarem a melhor rota de saída para a internet ou para alcançar outros host da rede.

Arquitetura

  • Pode ser classificada em 3 tipos: Infra-estruturada / Backbone WMN, Client WMN e Híbrida
    • Backbone WMN
      • Os Mesh routers formam a infra-estrutura para os clientes e a malha de auto-correção e auto-configuração da rede.
      • Conexão com outras redes wireless ou com redes ethernet através de um link com um Mesh router.
      • Pode ser ligada com a Internet, através da função de gateway do Mesh router.
    • Client WMN’s
      • Redes Peer-to-Peer entre os dispositivos clientes
      • Os nós clientes desempenham funções de roteamento e configuração
      • Perda de desempenho dos usuários finais devido a realização de tarefas de auto-configuração e roteamento.
    • WMN’s Híbridas
      • Esta arquitetura é uma combinação das duas arquiteturas anteriores.
      • Clientes podem tanto acessar a rede via Mesh routers quanto diretamente por outros clientes.
      • Enquanto uma melhora a interoperabilidade com outras redes, a outra melhora a conectividade.


  • Detalhar elementos que fazem parte de todo o processo
  • Apontar os protocolos e tipos de acesso envolvidos
    • O sistema de controle de acesso distribuído ao meio utilizado nas redes WiMesh é o CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), o mesmo utilizado por redes WiFi tradicionais, onde os dispositivos esperam um canal de transmissão limpo para evitar colisões.

A cada transmissão a rede entra em um modo onde as estações só podem começar a transmitir em canais a ela préalocados. Ao terminar a transmissão, a primeira estação com espaço alocado tem o direito de transmitir com mínimas probabilidades de colisão. Se não transmitir, o direito passa a estação para a segunda estação com espaço alocado


esh 3) Estágio atual

  • Atualizar quanto ao momento que vive a tecnologia
    • O mesh vive um momento de tremendo entusiasmo nos quatro cantos do globo, tem um desafio da mesma altura pela frente: a padronização. O IEEE está discutindo um padrão para evitar que cada fabricante siga num caminho distinto.
  • Apontar eventuais problemas (tráfego, frequência, limitações, capacidade)



4) Características técnicas

  • Mostrar o espectro de frequência utilizado


  • Explicar sobre o tipo de modulação
  • Apresentar os tipos de acesso. Ex: TDMA, FDMA , CDMA , etc
  • Potência
  • Alcance
  • Consumo



5) Protocolos

  • Apresentar os protocolos usados na comunicação entre os elementos
    • Existem basicamente 3 classes de protocolos de roteamento: os Pró-ativos, os Reativos e os híbridos.
    • Os protocolos de roteamento Pró-ativos, ou table driven, são baseados em tabelas de roteamento que são continuamente atualizadas com toda a topologia da rede, utilizam algoritmos específicos para calcular o caminho de menos custo.
    • Há mais de 70 sistemas concorrentes para roteamento de pacotes através de redes mesh. Alguns são:
      • AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector)
      • B.A.T.M.A.N. (Better Approach To Mobile Adhoc Networking)
      • Babel (protocol) (um protocolo distance-vector para IPv6 e IPv4 com propriedades de convergência rápida)
      • DNVR (Dynamic NIx-Vector Routing)
      • DSDV (Destination-Sequenced Distance-Vector Routing)
      • DSR (Dynamic Source Routing)
      • HSLS (Hazy-Sighted Link State)
      • IWMP (Infrastructure Wireless Mesh Protocol)- GRECO UFPB-Brasil- infraestrutura Mesh
      • OLSR (Optimized Link State Routing protocol)
      • OORP (OrderOne Routing Protocol)
      • OSPF (Open Shortest Path First Routing)
      • PWRP (Predictive Wireless Routing Protocol)
      • TORA (Temporally-Ordered Routing Algorithm)



  • Detalhar o formato dos protocolos
  • Apontar as normas que regem este protocolo (RFC, por exemplo)
    • OLSR - RFC 3626


  • Definir o órgão que coordena esta normatização
    • O IEEE 802.11s
  • Identificar endereço de consulta à norma



6) Serviços

  • Descrever serviços básicos disponíveis. Ex: mensagem, dados, mobilidade IP
    • Acesso a Internet com mobilidade: Principalmente em áreas abertas permitindo acesso a Internet a dispositivos padrões Wi-Fi em áreas de lazer/parques, eventos, (condomínios horizontais).
    • Aplicações Corporativas Privadas (campus networking): Principalmente, em áreas de grandes indústrias e universidades permitindo acesso a Internet a dispositivos padrão Wi-Fi.
    • Segurança Pública/Surveillance: Principalmente, em áreas abertas permitindo acessos de dispositivos como câmeras com Wi-Fi para segurança pública.
  • Apresentar interação com Internet
  • Apontar serviços avançados disponíveis: Ex: LBS, segurança,
  • Citar outros serviços ou possíveis aplicações futuras.
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