Ячейки как средство расширения корпоративной сети

Экспериментальная, но заслуживающая внимания идея сетей уровня кампуса на предприятиях

Беспроводные сети с соединениями «один с одним» (point-to-point) или «один со многими» (point-to-multipoint), дополняющие кампусные сети Ethernet, работают по сути как проводные, но на расстоянии прямой видимости, или как некий высокотехнологичный аналог детского «телефона», состоящего из двух жестянок и проволоки между ними. Они используют нелицензированные полосы радиочастот в диапазонах 2,4 и 5 ГГц, как правило, недороги и просты в установке. Но все же эти сети быстро исчерпывают свой потенциал в случае возникновения препятствий в зоне прямой видимости или в тех случаях, когда число точек узлов сети превышает относительно низкое пороговое значение. Преемником и, возможно, эффективным дополнением к соединениям типа «один с одним» является сеть с ячеистой структурой. Во многих случаях такая сеть напоминает идеализированную версию маршрутизации Internet-магистрали высшего уровня, при которой физическое местонахождение менее важно, чем емкость и сетевая топология. Лишь один или всего несколько узлов должны быть связаны проводной магистралью или какой-либо линией связи с центральным узлом сети, и каждый пакет, предназначенный для определенного адресата, может быть передан через различные последовательности узлов.

В сетях, поддерживающих соединения «один с одним», каждый канал требует выделенного соединения; в структурах, поддерживающих соединение «один со многими», многоточечный приемопередатчик может стать узким местом при использовании полосы пропускания и критической уязвимой точкой. Ячеистая структура обеспечивает распределение полосы пропускания и снижение риска, в то же время сокращая затраты на разработку и расширение.

В зависимости от реализации каждый узел ячеистой сети обладает определенной степенью автономии или алгоритмическим интеллектом, определяющим, как оптимизировать пути от объекта к объекту, будь то мобильные сети или традиционные, в которых нагрузка меняется динамически. В идеальной ячеистой сети узлы поддерживают автоматическое восстановление после сбоя, блокируя нефункционирующие или не отвечающие одноранговые узлы, и маршрутизация пересматривается. Не требуется ручного изменения конфигурации и при добавлении новых узлов.

Сети с ячеистой структурой практически поровну делятся на два типа: фиксированные беспроводные реализации, связывающие несколько мест, и мобильные, одноранговые произвольные сети, которые имеют различную готовность и потенциально постоянно меняющийся состав членов. Можно также развернуть мобильные или временные сети, имеющие такие же свойства, как и стационарная сеть.

Стационарные ячеистые сети, как правило, создаются в том случае, если предполагается, что многие узлы не имеют прямого доступа в корпоративную сеть или Internet. При стационарной установке месторасположение узлов выбирается в расчете на предоставление заданной полосы пропускания при наименьшем числе точек. Стационарные ячеистые сети также могут эффективно предлагать службы непрямой видимости за счет возможности обхода препятствий — высоких зданий, гор, групп деревьев, известных областей с высоким уровнем помех — с необходимым для этого числом узлов. Эти сети, как правило, отличаются достаточной направленностью действия в каждом из каналов для того, чтобы избежать серьезных рисков нарушения защиты.

Одноранговые мобильные ячеистые сети (развертывание которых в реальных условиях начнется еще не скоро) опираются на отдельные устройства, связанные друг с другом в радиочастотном диапазоне. Масштабируемость может оказаться под вопросом, поскольку каждое устройство должно управлять известными оптимальными путями, которые могут меняться каждую миллисекунду. Когда через сотовый ретранслятор, спутник или провода добавляется какой-то канал для связи с центральным узлом, сеть будет поддерживать динамичность структуры и может обрабатывать упорядоченные взаимодействия.

Защита — важнейший вопрос в мобильных ячеистых сетях, хотя применение технологии в военных проектах гарантирует определенную ее степень за счет секретности самих проектов. Благодаря произвольной природе мобильной ячеистой сети она по большей части будет использоваться «на свободе», находясь вне контроля предприятия.

Некоторые компании уже предлагают коммерческие продукты, которые формируют стационарные сети с ячеистой структурой для домашних/офисных широкополосных систем в частотных диапазонах 2,4 и 5 ГГц. Преимущества развертывания этих решений могут использовать как провайдеры услуг беспроводной связи, так и их клиенты за счет расширения регионов обслуживания вокруг линии прямой видимости и снижения затрат.

Время внедрения ячеистых сетей уже наступило, но до реализаций еще далеко. Несмотря на то что подобных продуктов становится все больше, помимо научных, мало какие компании имеют опыт работы с такими системами. Однако, поскольку Intel заявила о своем намерении выйти на этот рынок, системы с ячеистой структурой должны стать еще одним практическим решением для организации кампусных сетей.

Многие предприятия могли бы использовать возможности расширения своих сетей за счет ячеек, избавляясь от зависимости от одного канала и увеличивая область покрытия. Что касается мобильных систем, то здесь ячеистые сети могут стать и узким местом при их развертывании — в слишком плотных средах, когда, например, каждому маломощному КПК потребуется отслеживать громоздкие и запутанные таблицы маршрутизации.

Сети с ячеистой структурой

• Сейчас, несмотря на увеличение числа таких продуктов, количество реализаций подобного подхода остается весьма невелико, то есть ячеистые сети — это пока экспериментальная, но заслуживающая внимания идея сетей уровня кампуса на предприятиях.
• В будущем многие предприятия смогут расширить свои сети с помощью ячеек, избавляясь от зависимости от одного канала связи и увеличивая область покрытия