Die aktuellen Wireless-Mesh-Standards im Überblick

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Wireless Mesh Networks: Probleme und Lösungen

Der bisherige Verlauf der Standardisierung hat leider das Vertrauen in die Mesh-Technologie nicht wirklich gestärkt. Eine große Anzahl von unbedingt benötigten Anwendungen basiert daher noch immer auf proprietären Lösungen und der Markt übt insgesamt starke Zurückhaltung.

Da sowohl von der Herstellerseite als auch durch die Gesamtkonzeption der Bereich Sicherheit in genau der gleichen Weise abgewickelt werden kann wie bei herkömmlichen WLANs, beschränken sich die Bedenken hinsichtlich der Mesh-Technologie jedoch „nur“ auf die Bereiche Routing und Performance.

Generell existieren folgende Routing Alternativen: Flooding, proaktives und reaktives Routing. Flooding schickt alle Nachrichten über alle Ausgangsleitungen. Dies ist für Mesh-Networks völlig ungeeignet.

Beim proaktiven Routing muss jede Station eine Tabelle über den globalen Zustand des Netzes haben und pflegen. Konsistente Routing-Information muss in allen Knoten gespeichert werden. Änderungen der Netzwerk-Topologie müssen unverzüglich an alle Knoten gemeldet und entsprechend in die Tabellen eingearbeitet werden. Dies bedeutet deinen großen Aufwand für Tabellen in allen Knoten (Beispiel: Optimized Link State Routing OLSR).

Beim reaktiven Routing sucht eine Quelle (oder ein spezieller Knoten) den Weg zum Ziel und merkt ihn sich. Das Netz benötigt so einen Route Discovery Prozess. Der Aufwand für dieses Routing ist in den meisten Knoten gering, der Prozess kann aber länger dauern (Beispiele: Source Routing, hierarchisches Routing).

Schnell wachsende Komplexität

Viele Routing-Verfahren mit flachem Adressraum bringen eine Komplexität in der Größenordnung des Quadrats der Anzahl der Stationen mit. Selbst wenn man ein solches Verfahren optimiert, wird es dem quadratischen Wachstum entlang der Anzahl der Stationen nicht entgehen.

Beim untergliederten Routing werden die Knoten deshalb erst in Gruppen eingeteilt, die man z.B. Subarea nennt. Routing geschieht dann in drei Schritten, nämlich erst innerhalb der Subarea, dann über die Menge der Subareas bis zur Ziel-Subarea, dann innerhalb der Ziel-Subarea. Die Komplexität des ersten und dritten Schrittes ist quadratisch zur Größe der Subareas, die des mittleren quadratisch zur Anzahl der Subareas. Damit kann die Gesamtkomplexität ab einer gewissen Größenordnung enorm reduziert werden.

Ein wesentliches Design-Ziel der Maschen-Knoten ist ihr relativ niedriger Preis und ihre Energieeffizienz. Also werden sie auch keine wirklich überragende Rechen- und Speicherleistung haben. Konsequenterweise dürfen sie dann am Routing nicht zu lange herumrechnen, weil sonst die Mesh-Performance in den Keller geht.

Eine Kombination aus proaktivem und reaktivem Routing ist daher an sich eine gute Idee. Ein auf einem rein linearen Adressraum arbeitendes Routingverfahren ist wegen der quadratischen Komplexität jedoch ungeeignet für größere Netze. Notwendig ist also ein hierarchisch strukturiertes Routing-Verfahren.

An dieser Stelle ist also eine Nachbesserung des Standardisierungsvorschlags unabdingbar, sonst taugt dieser nur für Netze mit relativ begrenzter Anzahl von Maschenknoten – vermutlich weniger als 100. Momentan wäre im Frame-Format noch nicht einmal Platz für eine Subarea-Adressierung oder ähnliches. Dies ist das Erbe der IEEE 802.11 orientierten WDS.

weiter mit: Verdecktes Routing

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