Перспективы беспроводных сетей с ячеистой структурой

Самым сложным и дорогим компонентом современных беспроводных сетей иногда, как ни странно, является тот, от которого эти сети призваны избавлять — кабельная система. Распространение ячеистых сетей стандарта 802.11, использующих больший диапазон радиоспектра, для которых требуется менее сложная кабельная система, чем для традиционных беспроводных сетей, должно устранить это несоответствие.

Ячеистые беспроводные локальные сети только зарождаются, однако на рынке уже представлено несколько коммерческих продуктов для построения такой инфраструктуры. В числе первых потребителей этих решений — компании, в которых прокладка обычного кабеля затруднена, и те, что вынуждены часто перемещать узлы беспроводных локальных сетей.

Инфраструктура беспроводной ячеистой сети, по сути, представляет собой сеть, построенную на маршрутизаторах. Но узлы в ней не соединены между собой физическими проводами, и эта сеть устойчива к сбоям за счет динамической маршрутизации. Она строится на равноправных устройствах доступа по радиоканалу, которые, в отличие от традиционных точек доступа виртуальных локальных сетей (VLAN), не привязаны физически к определенному сетевому порту. Вместо этого каждый узел просто подключен к источнику переменного тока и может автоматически настраиваться и устанавливать связь с другими узлами по радиоэфиру для определения самого эффективного маршрута передачи данных через несколько промежуточных точек. Сегодня каждый производитель предлагает устройства со своими принципами работы, поэтому компаниям, обратившимся к какому-либо определенному поставщику, придется еще несколько лет, до появления единых стандартов, быть «привязанным» к этому разработчику.

«Ячеистая сеть — довольно интересная корпоративная архитектура. Причина ее быстрого продвижения кроется в значительном упрощении процедуры развертывания, — считает Крейг Матиас, ведущий специалист консультационной компании Farpoint Group. — Все, что нужно сделать, — это достать узел из коробки и включить его в розетку.

Конечно, иногда вблизи может не оказаться самой розетки, но все же их в современных зданиях обычно гораздо больше, чем портов Ethernet».

Те устройства беспроводной ячеистой сети, к которым подключены провода, находятся на самой границе сети, и, как правило, это подключение к сетевому коммутатору или отдельно стоящему устройству, например принтеру или видеокамере.

Основная идея, положенная в основу такой сети, — минимизация количества физически связанных устройств и облегчение переноса беспроводных узлов при необходимости (в том числе для улучшения пропускной способности или увеличения зоны покрытия).

В беспроводной ячеистой сети при добавлении или переносе узла сеть автоматически обнаруживает изменение топологии и соответствующим образом исправляет свои маршруты передачи трафика для оптимизации пропускной способности.

В Урологической клинике Северного Техаса традиционная беспроводная локальная сеть была заменена на ячеистую систему Access/One компании Strix Systems только по этой причине. «Мы периодически сталкивались с проблемами интерференции и появлением ?дыр? в зоне покрытия, — пояснил Кайл Нэш, ИТ-менеджер этой клиники. — Для поднастройки сети приходилось часто переносить точки доступа, а это — трудоемкая и долгая процедура, поскольку требуется прокладывать кабель от точки доступа до Ethernet-коммутатора. Теперь я просто переношу точку доступа в руках. Это значит, что сеть находится в работоспособном состоянии дольше. Кроме того, это упрощает решение проблемы расширения сети».

Сейчас цель Нэша — постепенный перевод пяти офисов с более чем 200 пользователей на беспроводные технологии, доля которых должна составить около 90%.

Первые проповедники и первые адепты

Гибкость, обеспечиваемая ячеистыми сетями, особенно полезна при их использовании на дальних расстояниях и в зданиях, где прокладка кабеля затруднена. В Cisco Systems, в частности, вспоминают, что к работам по созданию стандарта IEEE 802.11s ячеистых сетей ее подтолкнуло любопытное наблюдение. Некоторые ее клиенты, приобретшие точки доступа Cisco Aironet, использовали их в качестве своеобразных «повторителей», когда одна точка доступа передавала пакеты другой точке.

Подобным же образом поступили в клиниках, пользующихся услугами компании Shared P.E.T. Imaging. Фирма предлагает медицинские услуги по мобильной позитронной диагностической томографии (PET) тем подразделениям, которые не могут обеспечить полноценное обслуживание стационарного оборудования.

«Мобильные лаборатории, осуществляющие сканирование, оснащаются 800-долларовым маршрутизатором HotPoint ячеистых сетей стандарта 802.11b компании Firetide, который подключается к PET-сканеру. Маршрутизатор в мобильной лаборатории передает изображения другому маршрутизатору, находящемуся в больнице, и затем эти изображения можно читать», — поясняет Марк Симмс, ИТ-директор Shared P.E.T.

По его словам, кабель «неудобен и чувствителен к погодным условиям». В одном случае, например, для обеспечения связи на участке, превышающем 100 метров, потребовалась прокладка более дорогого оптоволокна.

Симмс заявил, что до того, как компания сделала свой выбор в пользу развития ячеистой беспроводной сети, подключение нового клиента занимало один-два месяца и стоило порядка 4 тыс. долл., а иногда достигало и 10 тыс. (при использовании оптоволокна). «Теперь же время запуска сократилось буквально до часа», — подчеркнул он.

Компании Strix и Firetide — два наиболее известных поставщика решений в области ячеистых сетей для корпоративного сектора. Firetide специализируется в области решений для организации магистральных сегментов сети. В частности, недавно компания добавила к перечню своих продуктов узлы стандарта 802.11a, работающие на скорости 54 Мбит/с. Компания Strix сосредоточивает усилия в области маршрутизаторов двойного назначения, которые могут выступать в роли как собственно маршрутизаторов для магистральных сегментов беспроводных сетей, так и традиционных точек доступа WLAN.

В своем модульном и наращиваемом продукте стоимостью от 800 до 900 долл. компании Strix поддерживает протоколы 802.11a/b/g. Она также использует скорость обмена в 54 Мбит/с по протоколу 802.11a или g для передачи данных от точки к точке и протокол 802.11b для доступа пользователей. Кроме того, Strix заявляет, что может применять определенный режим протокола 802.11g, полностью использующий радиоканал. Поддержка этого режима есть в некотором WLAN-оборудовании, в результате чего достигается скорость передачи в 108 Мбит/с.

Компания Tropos Networks, так же, как Strix и Firetide, занимается производством продуктов для построения ячеистой сети Wi-Fi внутри и вне зданий, которые могут быть использованы в корпоративном секторе и при оказании услуг связи.

Подобным же образом Nortel Networks, начавшая выпуск продуктов для ячеистых сетей в четвертом квартале этого года вместе с BelAir Networks и RoamAD, сконцентрировалась на приложениях, рассчитанных на использование вне зданий, в частности на построении муниципальных и кампусных магистральных сегментов сети. Как и Strix, узлы Nortel для ячеистой сети также могут выступать в роли обычных точек доступа. Продукты компании BelAir обеспечивают покрытие внутри здания за счет размещения одного узла снаружи здания. Nortel поставляет внутренние сети WLAN линейки продуктов Airespace, реселлером которой является.

Использование ячеистых сетей в корпоративном секторе достаточно узко, так как сети Wi-Fi не могут обеспечить высокие скорости, сравнимые с гигабитными показателями магистральных Ethernet-сегментов. Реальная пропускная способность Wi-Fi составляет примерно половину (и в лучшем случае две трети) заявляемой оптимальной скорости за счет избыточности и интерференции.

Стандарты будут готовы к 2007 году

Рабочая группа S комитета по разработке стандарта IEEE 802.11 встречалась в сентябре для того, чтобы начать разработку стандарта взаимодействия беспроводных сетей с ячеистой инфраструктурой. Существует, по крайней мере, два вопроса, которые, скорее всего, будут определяться стандартом.

  1. Как пакет находит маршрут своего движения через несколько промежуточных точек в беспроводной ячеистой сети? На данный момент это тот самый «секретный ингредиент», который обеспечивает производителям их конкурентные преимущества. Выбор наилучшего маршрута аналогичен применению в традиционных проводных сетях протоколов уровня 3, в частности OSPF (Open Shortest Path First). В беспроводном варианте алгоритм должен быть тесно связан с радиочастотными метриками уровня 1, и при выборе маршрута принимаются во внимание такие физические аспекты, как мощность сигнала и интерференция.
  2. Проблема аутентификации и обеспечения информационной безопасности в ячеистых сетях.

По словам Стивена Коннера, архитектора беспроводных сетей из Communications Technology Lab компании Intel и технического редактора рабочей группы S IEEE 802.11, круг вопросов, который должен определять стандарт, все еще дебатируется. К примеру, он допускает, что в стандарт может попасть способ выбора узлом канала и мощности сигнала. Коннер предполагает, что предложения будут получены уже в первой половине 2005 года, а работа над стандартом полностью будет завершена в 2007 году.