Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 71

Wireless MESH-Networks nach Standard IEEE 802.11s

02.02.2010 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Aufbau eines WLAN-Maschennetzes; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Aufbau eines WLAN-Maschennetzes; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

In den vorangegangenen Artikeln zu diesem Themenbereich wurden die generelle Konstruktion, die konstruktionsbedingten Vorzüge und Anwendungsbereiche sowie einige Anwendungsbeispiele vorgestellt. Kommen wir nun zu den Standards, vor allem IEEE 802.11s. IEEE 802.16a besprechen wir in einer späteren Folge.

Die Standardisierungssituation im Bereich der Wireles Mesh-Networks ist glücklicherweise sehr übersichtlich: Es gibt IEEE 802.11s im WLAN-Umfeld und IEEE 802.16a im WiMAX-Umfeld.

Für Corporate Networks ist (wie immer) 802.11s interessant. Für Provider ist (wie immer) 802.16a interessant. Aber: ein Standard an sich ist hier gar nicht so dringend erforderlich. Denn ein Hersteller kann auch ein schönes Konzept auf den Markt bringen und ggf. die Fähigkeit zur Verarbeitung von Standard-konformen Informationen und Prozeduren per Software Update nachladen, aber das sagen wir natürlich nur hinter vorgehaltener Hand.

IEEE 802.11s bewegt sich im bekannten Universum und versteht sich initial als Erweiterung der bestehenden Standards für Wireless Distribution Systems. Das Auffinden von Nachbarn birgt kaum Überraschungen. Hierfür gibt es das so genannte aktive und passive Scanning. Jedes Gerät, das noch kein MP (Mesh Point, also Maschen-Knoten) ist, kann MP werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: von dem betreffenden Gerät wird ein Beacon empfangen. Das empfangene Beacon enthält eine Mesh-Identifikationsnummer, Mesh-ID, die der Mesh-ID in mindestens einem Profil des MP entspricht. Zudem enthält der empfangene Beacon ein WLAN Maschen Capability Element mit folgenden Inhalten: eine unterstützte Versionsnummer, eine MP-Aktiv-Anzeige und einen Path Selection Protocol Indicator sowie einen Path Selection Metrik Indicator, der zu dem ausgewählten Profil passt.

Sensationell ist aber, dass es mindestens einen Synchronisationskanal gibt. Das Netz arbeitet so, dass sich MPs in diesem Synchronisationskanal darüber verständigen, wenn sie miteinander kommunizieren möchten und auf welchem Kanal, der durch DFS gewählt wird, diese Kommunikation stattfinden soll. Dann wechseln sie für die Dauer der Übertragung auf diesen Kanal und geben ihn anschließend wieder frei.

Damit vollzieht IEEE 802.11s erstmals in der Geschichte die Abkehr vom unseligen DCF-Steuerungsverfahren, was normalerweise für die Regelung des Kanalzugriffs von APs und Stationen benutzt wird und eine der nachweislich größten Performancebremsen in der Geschichte des Networkings ist. Hat man nur genügend Stationen unter einem AP versammelt, pulverisiert DCF die nominale Gesamtleistung eines WLANs auf einen kleinen Bruchteil. Dies kann man nicht nur mathematisch nachweisen, sondern auch jeden Tag erleben.

Verbindungen nach IEEE 802.11s sind eigentlich „Peer Links“, aber uneigentlich gibt es einen initiierenden MP und einen reagierenden MP. Der Verbindungsaufbau geschieht mit Association Request und Response. Die Anzahl der durch einen MP zu verwaltenden Verbindungen ist begrenzt. Routing und Forwarding werden, wie besprochen, auf Layer 2 vorgenommen.

weiter mit: Das Hybrid Wireless Mesh-Protocol HWMP

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