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Mesh和WDS技术介绍


Mesh

无线Mesh网络是一种新的无线局域网类型。与传统的WLAN不同的是,无线Mesh网络中的AP是无线连接的,而且AP间可以建立多跳的无线链路。无线Mesh网络只是对骨干网进行了变动,和传统的WLAN没有任何区别。

基本概念

图1 典型无线Mesh组网

1-1,无线Mesh主要包含如下概念:

表1 无线Mesh网络中概念

概念

描述

Access Controller (AC)

控制和管理WLAN内所有的AP

Mesh Point (MP)

通过无线与MPP连接的,但是不接入Client的无线接入点

Mesh Access Point (MAP)

同时提供Mesh服务和接入服务的无线接入点

Mesh Portal Point (MPP)

通过有线与AC连接的无线接入点

Mesh链路

由一系列Mesh连接级联成的无线链路

 

无线Mesh优点

无线Mesh技术使得管理员可以轻松的部署质优价廉的无线局域网。无线Mesh网络的优点包括:

l              高性价比:Mesh网络中,只有MPP需要接入到有线网络,对有线的依赖程度被降到了最低程度,省却了购买大量有线设备以及布线安装的投资开销。

l              可扩展性强。Mesh网络中AP之间能自动相互发现并发起无线连接建立,如果需要向网络中增加新的AP节点,只需要将新增节点安装并进行相应的配置。

l              部署快捷:组建Mesh网络,除MPP外的其他AP均不需要走线接入有线网络,和传统WLAN网络相比,大大缩短组建周期。

l              应用场景广。Mesh网络除了可以应用于企业网、办公网、校园网等传统WLAN网络常用场景外,还可以广泛应用于大型仓库、港口码头、城域网、轨道交通、应急通信等应用场景。

l              高可靠性。传统WLAN网络模式下,一旦某个AP上行有线链路出现故障,则该AP所关联的所有客户端均无法正常接入WLAN网络。而Mesh网络中各AP之间实现的是全连接,由某个Mesh APPortal节点(有线网络)通常有多条可用链路,可以有效避免单点故障。

无线Mesh网络的部署

无线Mesh网络主要包括两种应用:

l              普通环境中的无线Mesh网络部署

l              地铁环境中的无线Mesh网络部署

普通无线Mesh网络部署

(1)        普通FIT MP场景

图2 普通FIT MP场景

 

2所示,两个Mesh网络由一个AC管理。其中,至少一个MPP需要与AC建立有线连接。一个MP启动后,它首先扫描附近的网络,然后与所有检测到的MP建立临时连接。通过这种连接,MP可以与AC联系,并下载配置。完成配置文件的下载后,MP会与享有相同预共享密钥的邻居建立安全的连接。

(2)        拥有两个radioFIT MP,两个radio分别在不同的Mesh网络

图3 拥有两个radioFIT MP的组网

3所示,为了使Mesh 1Mesh 2网络不产生干扰,可以采用一个拥有两个radioMP,两个radio分别在不同的Mesh网络。在这种组网里,两个Mesh网络必须由同一个AC管理。

地铁无线Mesh网络部署

地铁是现代城市里不可缺少的交通工具。在一个地铁系统里,控制信息和多媒体信息需要实时的传递给快速移动的列车,从而有效的控制列车的运行,并且为乘客提供多种网络服务。

如下图所示,一个地铁无线Mesh网络里,车载MP和轨旁MP均采用Fit MP,受AC集中管理.多个轨道MP沿轨道进行部署。车载MP不停扫描新的轨旁MP,并选择信号质量最好的两个轨旁MP与之建立Mesh连接,主Mesh连接用于车载MP与轨旁有线网络之间的数据传输,从连接用于Mesh连接的切换备份。

图4 地铁无线mesh网络部署

为了实现地铁无线Mesh网络的部署,H3C开发了一种私有协议MLSPMobile Link Switch Protocol,移动链路切换协议)。该协议负责在列车移动过程中的活跃链路切换,并保证切换过程中不丢失报文。列车MP和轨道MP之间用于链路建立和通信的下层协议遵循最新的IEEE 802.11s标准。

无线Mesh安全

由于传输媒质的开放性,无线网络很容易遭受非法攻击,Mesh网络的多跳性带来了新的安全挑战,无线Mesh安全成为WLAN Mesh网络的重要组成部分,它主要包括用于加密的算法,密钥的管理和分发等内容。目前提供PSKCCMP的方式进行Mesh安全连接。

Mesh网络拓扑

通过在每个AP的射频模式下配置邻居APMAC地址来实现三种Mesh网络拓扑。

点到点的连接

在点到点的组网环境中,用户可以预先指定与其相连的邻居。如5所示,AP 1AP 2形成的链路可以将局域网12802.3报文转换成802.11s报文,然后在无线链路上传输。

图5 点到点的连接

点到多点的连接

在点到多点的组网环境中,所有的连接都要通过中心桥接设备进行数据转发,如6所示,所有的局域网的数据传输都要通过AP 1

图6 点到多点的连接

自拓扑检测与桥接

自拓扑检测与桥接可以检测到其他局域网设备,并且形成链路。该网络拓扑容易引起网络环路,使用时可以结合Mesh路由选择性地阻塞冗余链路来消除环路,在Mesh链路故障时还可以提供备链路备份的功能。

图7 自拓扑检测与桥接


 

WDS

WDS简介

WDSWLAN Distribution System)通过无线网桥连接两个独立的局域网段,并且在他们之间提供数据传输。

WDS基本概念

l              链路的建立:通过在对等体之间交换消息来建立连接。

l              链路的安全:提供PSKCCMP的无线安全连接。

WDS的优势

目前,基于802.11的无线技术已经广泛地在家庭、SOHO、企业等得到应用,用户能通过这些无线局域网得到无线服务。对于目前的无线网络技术,为了扩大无线覆盖面积,需要用电缆交换机电源等设备AP互相连接。AP的之间的有线连接会导致最终部署的无线网络结构复杂,成本较高,并且在大面积无线覆盖时需要大量的时间才能完成部署。WDS技术使得管理员可以轻松的部署质优价廉的无线局域网。WDS网络的优点包括:

l              通过无线网桥连接两个独立的局域网段,并且在他们之间提供数据传输。

l              低成本,高性能。

l              扩展性好,并且无需铺设新的有线连接和部署更多的AP

l              适用于公司,大型仓储,制造,码头等领域。

WDS的网络拓扑

WDS提供了以下三种拓扑。通过在AP的射频模式下配置邻居APMAC地址来实现三种WDS网络拓扑。

点到点的连接

在点到点的组网环境中,用户可以预先指定与其相连的邻居。如8所示,AP 1AP 2形成的链路可以将LAN Segment 1LAN Segment 2802.3报文转换成802.11s报文,然后在无线链路上传输。

图8 点到点的连接

点到多点的连接

在点到多点的组网环境中,所有的连接都要通过中心桥接设备进行数据转发,如9所示,所有的局域网的数据传输都要通过AP 1

 

图9 点到多点的连接

自拓扑检测与桥接

自拓扑检测与桥接可以检测到其他局域网设备,并且形成链路。该网络拓扑容易引起网络环路,使用时可以结合STP选择性地阻塞冗余链路来消除环路,在WDS链路故障时还可以提供备链路备份的功能。

图10 自拓扑检测与桥接

 

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