Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 70

Konzeption und Anwendungsbereiche von Wireless MESH-Networks

01.02.2010 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Mesh-Networks decken große Bereiche ab und organisieren sich selbst; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Alle WLANs nach IEEE 802.11a, b, g, h und n haben die gleiche Struktur aus Access Points und Stationen. Damit ist die maximale Größe derartiger Netze begrenzt, auch wenn natürlich mehrere WLANs über andere Netze zusammengeschaltet werden können. Aber es gibt noch ein anderes Konzept für Wireless Netze, das praktisch grenzenlose Netze ermöglicht: MESH-Networks. In dieser Folge betrachten wir die generelle Struktur und die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technik.

Grundprinzip eines jeden Mesh-Networks ist die kooperative Autonomie. Es sei bemerkt, dass dieses Prinzip in der Natur wesentlich erfolgreicher ist als jede Art von Hierarchie. Heutige große WLAN-Installationen haben die gleiche hierarchische sternförmige Struktur wie IBMs SNA selig: in der oberen Schicht gibt es Server, die die Dienstleistungen erbringen (das waren früher die Hosts). Darunter befinden sich die so genannten WLAN-Controller (jeder Hersteller nennt das anders), die die WLAN-Access Points kontrollieren.

Das erinnert stark an die Kommunikations-Vorrechner und Cluster Controller. Ganz unten in der Hierarchie stehen die Wireless Endgeräte, das sind die modernen Terminals. Wenn man sich den Spaß macht und alte SNA-Unterlagen anschaut, sind sogar die Funktionalitäten in weiten Bereichen vergleichbar. WLANs funktionieren genau wie SNA, haben Stärken wie SNA, z.B. die systematische Versorgung einer großen Benutzermenge mit vergleichbaren Dienstleistungen, haben aber auch strukturbedingt große Schwächen, wie hohe Kosten, mangelnde Flexibilität und komplizierte Erschließung von Anwendungsbereichen, die partout nicht zu dem Modell passen wollen.

Eigentlich basieren WLANs im Gegensatz zu SNA auf herstellerneutralen Standards. Aber grade in der Ebene der WLAN-Controller differenzieren sich die Hersteller momentan sehr und schaffen dementsprechend Abhängigkeiten für die Benutzer.

Und genau diese strukturbedingten Schranken können Wireless Mesh-Networks sehr elegant durchbrechen. Jeder Maschen-Knoten kann mit anderen Maschen-Knoten in Verbindung treten – und zwar mit seinen über die Funkschnittstelle erreichbaren Nachbarn direkt und mit anderen Maschen-Knoten via Vermittlung durch die Nachbarn. Dabei wird ein Layer-2-Routing benutzt. Es gibt keine Zentralstation oder andere zentrale Steuerungen. Dadurch ergibt sich eine völlig autonome und dezentralisierte Arbeitsweise. Knoten, die keine Maschen-Fähigkeit haben, können dadurch eingebunden werden, dass sich ein Maschen-Knoten ihnen gegenüber wie ein AP verhält. Schließlich gibt es Maschen-Knoten, die Übergänge zu anderen Netzen schaffen. Sie heißen oft Maschen-Ports.

Zusammenfassend ergeben sich folgende Knotenarten in einem Mesh-Network:

  • Mesh-Knoten, die die gesamte Logik des Mesh-Networks unterstützen und in der Lage sind, sich mit anderen Mesh-Knoten zu einem geschlossenen Mesh-Network zusammenzufinden
  • Mesh-Access-Points, die zunächst einmal die Fähigkeiten von Mesh-Knoten haben, darüber hinaus aber auch noch Access Points für Stationen sind, die nicht an der Logik des Mesh-Networks teilnehmen können, sondern einen normalen Access Point erwarten, an dem sie sich assoziieren können
  • Stationen, die keine Mesh-Fähigkeiten haben, und sich an Maschen-Access-Points assoziieren müssen, um kommunizieren zu können
  • Mesh-Portale, die die Fähigkeiten von Mesh-Knoten und ggf. auch Access-Point-Fähigkeiten haben und darüber hinaus in der Lage sind, einen Übergang zwischen einem Mesh-Network und einem anderen verkabelten oder kabellosen Netz herzustellen

weiter mit: Die initiale Bildung eines Mesh-Networks

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