Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- etc:common_activities:olpc:mesh:articlestandards [2008/12/02 11:42] – raa
+++ etc:common_activities:olpc:mesh:articlestandards [2008/12/16 02:08] (current) – zps
@@ Line 3: / Line 3: @@
 Стандартизация обеспечивает совместимость разработок различных производителей. При наличии стандарта разработка протоколов по поддержке mesh-сетей и внедрение устройств на базе этих протоколов может вестись повсеместно. Разработка mesh-сетей ведется на базе двух технологий: нового WiMAX (IEEE 802.16) и уже существующего Wi-Fi (IEEE 802.11).
-Mesh-сети - это сети сетевого уровня модели TCP/IP, функционирующие как обычные локальные сети типа IEEE 802. Так для других сетей и протоколов более высоко уровня mesh-сеть функционально эквивалентна радиовещательному Ethernet. Таким образом, чтобы mesh-сеть действительно была аналогична LAN типа IEEE 802, необходимо обеспечить взаимодействие с другими сетями через ретрансляцию данных на втором (сетевом) уровне и межсетевое взаимодействие на третьем (транспортном) уровне. Эту задачу решит стандарт 802.11s. В свою очередь стандарт 802.16 предназначен ... (написать про WiMAX в общих чертах).
+Mesh-сети - это сети сетевого уровня модели OSI, функционирующие как обычные локальные сети типа IEEE 802. Так для других сетей и протоколов более высоко уровня mesh-сеть функционально эквивалентна радиовещательному Ethernet. Таким образом, чтобы mesh-сеть действительно была аналогична LAN типа IEEE 802, необходимо обеспечить взаимодействие с другими сетями через ретрансляцию данных на втором (сетевом) уровне и межсетевое взаимодействие на третьем (транспортном) уровне. Эту задачу решит стандарт 802.11s.
 Cтандарт IEEE 802.11s находится сейчас в состоянии разработки и имеет статус черновика. Стандарт 802.11s определит способ построения и конфигурации mesh-сетей через добавление и удаление точек доступа.
@@ Line 37: / Line 37: @@
 Маршрутизация по требованию основана на протоколе AODV (RFC 3561) и в качестве метрики использует число хопов. Также в процессе поиска маршрута запоминаются уже посещенные узлы, чтобы избежать зацикливания. При этом узел запоминает несколько лучших маршрутов на случай, если передача не удастся.
-Проактивная маршрутизация используется в инфраструктурных сетях. Например, mesh-портал входит в инфраструктуру сети, тогда для инициализации поиска маршрутов в сети он посылает некую нотификацию об этом. Каждый узел MP выбирает себе наиболее подходящего родителя, но и кэширует других кандидатов на случай потери родительского узла. Периодически узлы проверяют наличие маршрута к MPP. Расширения спецификации стирают разницу между клиентом сети и инфраструктурой (:?: непонятно). Устройства-клиенты могут также устанавливать соединения точка-точка с другими клиентами и точками доступа (AP) (:?: непонятно).
+Проактивная маршрутизация используется в инфраструктурных сетях. Например, mesh-портал входит в инфраструктуру сети, тогда для инициализации поиска маршрутов в сети он посылает некую нотификацию об этом. Каждый узел MP выбирает себе наиболее подходящего родителя, но и кэширует других кандидатов на случай потери родительского узла. Периодически узлы проверяют наличие маршрута к MPP. Расширения спецификации стирают разницу между клиентом сети и инфраструктурой (:?: непонятно). Устройства-клиенты могут также устанавливать соединения точка-точка с другими клиентами и точками доступа (AP).
-Протокол также дает возможность использовать другой протокол маршрутизации, основанный на метрику качества радио-линка - протокол RA-OLSR (Radio Aware-Optimized Link State Routing) (:?: radio aware link metric - как лучше перевести). Использование такой метрики уменьшает накладные расходы на передачу служебного трафика.
+Черновик также дает возможность использовать другой протокол маршрутизации, основанный на метрике качества радио-линка - протокол RA-OLSR (Radio Aware-Optimized Link State Routing) (:?: radio aware link metric - как лучше перевести). Использование такой метрики уменьшает накладные расходы на передачу служебного трафика.
 Фреймворк маршрутизации позволяет интегрировать и любой другой протокол.
@@ Line 45: / Line 45: @@
 === Другие улучшения в стандарте ===
-В 802.11s улучшен механизм доступа к среде для эффективного выделения ресурсов разноудаленным от шлюза узлам сети. Для этого была улучшена синхронизация mesh-точек, что особенно критично при отправке и получении управляющих сигналов, и оптимизирован механизм EDCA (Enhanced Distributed Channel Access). Синхронизация необходима при многоканальной координации действий и в механизмах сбережения энергии. Что до механизма EDCA, то в классических 802.11 сетях используется вплоть до 4 различных функций доступа к среде передачи данных с возможностью отката каждой из них (:?:). Разница между видами порождаемого ими траффика заключается в значениях таймеров и максималоьно возможном контекстном окне (:?:). Оптимизация EDCA, предложенная стандартом, заключается в использовании вектора маркеров (:?:) - the Network Allocator Vector (NAV) - для уведомления потенциальных передачков, что сеть свободна. Предлагаются три модификации обычного NAV. Это Full NAV, Packet by Packet (PbP) NAV и инициируемый получателем механизм очищения вектора NAV (Receiver Initiated NAV Clearing method). (:!: подробнее про типы)
+В 802.11s улучшен механизм доступа к среде для эффективного выделения ресурсов разноудаленным от шлюза узлам сети. Для этого была улучшена синхронизация mesh-точек, что особенно критично при отправке и получении управляющих сигналов, и оптимизирован механизм EDCA (Enhanced Distributed Channel Access). Синхронизация необходима при многоканальной координации действий и в механизмах сбережения энергии. Что до механизма EDCA, то в классических 802.11 сетях используется вплоть до 4 различных функций доступа к среде передачи данных с возможностью отката каждой из них. Разница между видами порождаемого ими трафика заключается в значениях таймеров и максимально возможном захватываемом окне (:?: contention window). Оптимизация EDCA, предложенная стандартом, заключается в использовании вектора выделенных каналов (:?:) - Network Allocator Vector (NAV) - для уведомления потенциальных передатчиков, что сеть свободна. Предлагаются три модификации обычного NAV. Это Full NAV, Packet by Packet (PbP) NAV и инициируемый получателем механизм очищения вектора NAV (Receiver Initiated NAV Clearing method). Full NAV защищает среду передачи на все время передачи, PbP NAV защищает каждый пакет, а инициируемый получателем механизм нужен для информирования о том, что по сети не передавались сигналы в течение двух SIFS (Short Interframe Space), времени передачи CTS и еще двух слотов времени. Последний тип нужен для освобождения среды передачи после несостоявшегося четырехэтапного договора о ключах (4-way handshake).
-Большое внимание в стандарте уделяется безопасности. Для управления авторизацией используется механизм EMSA (Efficient Mesh Security Association), использующий как и традиционные WLAN уровень 802.11i для создания соединений, который включает аутентификацию для 802.1Х сетей, распределение ключей и шифрование управляющих кадров. Но от классических беспроводных локальных сетей mesh-сети отличаются тем, что их mesh-точки доступа выступают сразу в роли аутентификатора и просителя права доступа к сети. Поэтому узел MP считается аутентификатором для клиентских станций и других MP, если они расположены ниже по течению информационного потока. Соответственно они являются запрашивателями аутентификации. Для mesh-точек со многими линками к другим MP мезанизмов догора о ролях в процессе аутентификации может быть несколько. Например, MP, имеющая маршрут к серверу аутентификации (AS - Authentication Server), сама становится аутентификатором; если же обе mesh-точки могут связаться с сервером, то аутентификатором становится mesh-точка с более высоким MAC-адресом. После проведения аутентификации в соответствии с 802.11i дальнейшие broadcast и unicast запросы охраняются при помощи таких механизмов (:?:) распределения ключей, как GTK (Group Temporal Key) и PTK (Pairwise Transient Key), которые периодически обновляет сервер. Ключи распределяются с учетом децентрализованной структуры сети, где каждый узел выстапует в такой же роли, как и остальные.
+Большое внимание в стандарте уделяется безопасности. Для управления авторизацией используется механизм EMSA (Efficient Mesh Security Association), использующий как и традиционные WLAN уровень 802.11i для создания соединений, который включает аутентификацию для 802.1Х сетей, распределение ключей и шифрование управляющих кадров. Но от классических беспроводных локальных сетей mesh-сети отличаются тем, что их mesh-точки доступа выступают сразу в роли аутентификатора и просителя права доступа к сети. Поэтому узел MP считается аутентификатором для клиентских станций и других MP, если они расположены ниже по течению информационного потока. Соответственно они являются запрашивателями аутентификации. Для mesh-точек со многими линками к другим MP механизмов договора о ролях в процессе аутентификации может быть несколько. Например, MP, имеющая маршрут к серверу аутентификации (AS - Authentication Server), сама становится аутентификатором; если же обе mesh-точки могут связаться с сервером, то аутентификатором становится mesh-точка с более высоким MAC-адресом. После проведения аутентификации в соответствии с 802.11i дальнейшие broadcast и unicast запросы охраняются при помощи таких механизмов распределения ключей шифрования, как GTK (Group Temporal Key) и PTK (Pairwise Transient Key), причем договор о ключах между двумя сторонами проходит за четыре этапа (four-way handshake). Сервер периодически обновляет ключи. Ключи распределяются с учетом децентрализованной структуры сети, где каждый узел выступает в той же роли, что и остальные узлы.
-Стандарт определяет управление потреблением мощности устройств. Для этого узлы могут входить режим энергосбережения и проверять сеть на наличие себе сообщений, периодически включаясь и выключаясь. Для передачи данных такой MP другая MP может передавать свои сообщения в энергосберегающем режиме APSD (Automatic Power Save Delivery), передать траффик, пока получатель активен, что заставит его при необходимости оставаться активным в течение более долгого, если нужно, периода времени, или послать пустой пакет для реактивации приостановленной передачи траффика или для изменения энергосберегающего режима полоучателя на простой режим. Причем MAP тоже могут поддерживать энергосберегающий режим и не обязаны при этом быть синхронизированы с другими MP. Для сенсорных сетей механизм энергосбережения особенно важен, поэтому в таких сетях все сенсоры участвуют в синхронизированных циклах активности, а изменения в таблицах с расписанием активности и неактивности немедленно отправляются всем соседям.
+Стандарт определяет управление потреблением мощности устройств. Для этого узлы могут входить режим энергосбережения и проверять сеть на наличие себе сообщений, периодически включаясь и выключаясь. Для передачи данных такой MP другая MP может передавать свои сообщения в энергосберегающем режиме APSD (Automatic Power Save Delivery), передать трафик, пока получатель активен, что заставит его при необходимости оставаться активным в течение более долгого, если нужно, периода времени, или послать пустой пакет для реактивации приостановленной передачи траффика или для изменения энергосберегающего режима получателя на простой режим. Причем MAP тоже могут поддерживать энергосберегающий режим и не обязаны при этом быть синхронизированы с другими MP. Для сенсорных сетей механизм энергосбережения особенно важен, поэтому в таких сетях все сенсоры участвуют в синхронизированных циклах активности, а изменения в таблицах с расписанием периодов активности и "сна" немедленно отправляются всем соседям.
-Управление перегрузками - одна из ключевых проблем в mesh-сетях в связи с пространственной "несправедливости" в распределении нагрузки. Для управления перегрузками их нужно для начала обнаружить. Для этого существует два варианта: каджый узел может контролировать размеры очередей во входящем и исходящем траффике либо сравнивать длину входящей очереди с некими минимальным и максимальным порогом. Далее узел сигнализирует о перегрузке либо ближайшего соседа, чтоб тот уменьшил темп передачи данных, либо всю сеть. Во втором случае среагируют все ближайшие, то есть находящиеся на расстоянии одного хопа, соседи: уменьшат траффик и при необходимости потребуют уменьшения траффика от других узлов. Каждый из этих узлов может рассчитать требуемый темп передачи своего траффика, основываясь на пропускной способности канала С, среднем размере пакетов Р, средней перегрузке на пакет в терминах времени Toh и период увремени t: n=tC/(P+CToh). Если узел получает запрос на уменьшение траффика, он немедленно ограничивает его указанным в запросе максимальным значением. Mesh- точки доступа (MAPs) помимо mesh-траффика учитывают также BSS-траффик (:?:), причем для освобождения канала они могут слать себе CTS-сообщения (:?:).
+Управление перегрузками - одна из ключевых проблем в mesh-сетях в связи с пространственной "несправедливости" в распределении нагрузки. Для управления перегрузками их нужно для начала обнаружить. Для этого существует два варианта: каждый узел может контролировать размеры очередей во входящем и исходящем трафике либо сравнивать длину входящей очереди с некими минимальным и максимальным порогом. Далее узел сигнализирует о перегрузке либо ближайшего соседа, чтоб тот уменьшил темп передачи данных, либо всю сеть. Во втором случае среагируют все ближайшие, то есть находящиеся на расстоянии одного хопа, соседи: уменьшат трафик и при необходимости потребуют уменьшения трафика от других узлов. Каждый из этих узлов может рассчитать требуемый темп передачи своего трафика, основываясь на пропускной способности канала С, среднем размере пакетов Р, средней перегрузке на пакет в терминах времени Toh и период времени t: n=tC/(P+CToh). Если узел получает запрос на уменьшение трафика, он немедленно ограничивает его указанным в запросе максимальным значением. Mesh- точки доступа (MAPs) помимо mesh-трафика учитывают также BSS-траффик (голосовой и сигнальный траффик между клиентом и AP), причем для освобождения канала они могут слать себе CTS-сообщения (RTS/CTS - механизм для решения проблем "столкновений" кадров, определен в IEEE 802.11).
-==== Стандарт 802.16 ====
 ~~DISCUSSION~~