Wireless MESH-Networks nach Standard IEEE 802.11s

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Die Illusion eines unstrukturierten Layer-2-Netzes

Nach wie vor ist es aber von grundsätzlicher Bedeutung, dass das Routing „nach außen“ komplett verdeckt wird, damit die Illusion eines unstrukturierten Layer-2-Netzes für die Verbindung mit anderen Netzen erhalten bleibt.

Spannender Punkt, aber: die ersten Netze werden ja nicht wirklich groß sein und die Implementierung der Verfahren geschieht für die Steuerprozessoren der Mesh-Knoten vollständig in Software. Also kann man diese Software auch von Zeit zu Zeit upgraden. Dennoch: wenn der Standard nicht wenigstens die Voraussetzungen für die Implementierung herstellerspezifischer, strukturierter Routing-Verfahren als Alternative zu linearen Verfahren anbietet, kann man ihn knicken. Man kann nachweisen, dass das alte und vielfach bewährte Source Routing, wie es im Zusammenhang mit Token Ring benutzt wurde, mit linearer Komplexität auskommt.

Dieses Ergebnis ist entscheidend, denn man möchte die Mesh Nodes nicht mit allzu leistungsfähigen Prozessoren ausstatten müssen, nur um das Routing berechnen zu können. In der Praxis werden die Stationen nicht beliebig miteinander kommunizieren, sondern es ist vielmehr so, dass eine Station einen oder mehrere Server sucht, mit denen sie anschließend arbeitet. Das Routing ist also nur „morgens früh“ und bei Änderungen der Netztopologie sowie bei Fehlern nötig. Das Überfluten des Netzes mit unnützen Source Routing Messages kann durch bekannte Maßnahmen, wie z.B. eine Beschränkung der maximalen Weglänge, begrenzt werden. Um auch andere Mechanismen der Verkehrsleitung vornehmen zu können, ist eine Kombination von Source Routing und einem baumgestüzten Verfahren eigentlich optimal.

Hinsichtlich der Performance gibt es verschieden starke Einflussfaktoren. Sehr hoher Einfluss hat der Anteil der nicht-maschenfähigen Knoten/Stationen sowie die funktechnische Ausführung hinsichtlich der Anzahl der Radioteile und der Anzahl nutzbarer überlappungsfreier Kanäle. Hohen Einfluss hat die Rechen- und Speicherfähigkeit der Prozessoren. Das eigentliche Routing- und Forwardingverfahren hat nur geringen Einfluss. Es kann nämlich nicht viel retten, wenn der Rest nicht stimmt. Der eigentliche Bereich, der über die Performance entscheidet, ist die Struktur. Mesh-Knoten mit nur einem Radioteil sind Unfug.

Gibt es an einem Maschenknoten C gleichberechtigte Kandidaten, die er (via DCF) als Access Point versorgen muss, stehen für jeden Kandidaten 1/C Bandbreite zur Verfügung. Da er es mit DCF tut, ist das schon sehr wenig. Bleibt alles auf einem Kanal, so muss sich der nächste Maschen-Knoten mit 1/C für seinen gesamten aggregaten Verkehr begnügen. In letzter Konsequenz bedeutet dies, dass für eine Station, die „weiter weg“ ist, letztlich nur noch im Extremfall 1/NC an Bandbreite zur Verfügung steht, wobei N die Anzahl der zu durchlaufenden Maschenknoten ist.

Zwei Radioteile sind ein annehmbarer Kompromiss für die erste Generation, haben aber Grenzen. Drei Radioteile wie z.B. bei Colubris sind das Minimum für Linearität hinsichtlich der verfügbaren Kapazität in Abhängigkeit von der Größe des Mesh-Networks. Das Optimum der Radios liegt bei der Zahl der zu erwartenden Nachbarn für die Vollduplex-Verbindungen.

Fazit

Die Mesh-Networks stellen ein so attraktives Designkonzept dar, dass sie ihren Platz in der unternehmensweiten Datenverarbeitung, bei Providern, in privaten Haushalten und an noch vielen anderen Stellen finden werden.

In einer ersten Welle werden sie bestehende Strukturen nicht ersetzen, sondern diese um eine wesentlich flexiblere Anbindungsmöglichkeit für Endgeräte ergänzen.

Jeder verantwortliche Betreiber ist aufgefordert, sich angesichts der schnellen und vielfältigen Änderungen in den Anwendungen und Anwendungsprofilen nach Strukturen umzusehen, die wirklich zukunftsfähig sind.

Und das sind die Mesh-Networks, auch wenn sie, wie alles Größere, zunächst einmal klein anfangen.