Mesh技术介绍
Mesh技术
1、背景
3、无线mesh网络的定义
4、无线mesh基本原理及关键技术
5、无线mesh网络系统结构
6、无线mesh具有的优势及特点
7、无线mesh网络的应用及典型应用
1、背景
无线网状网是一种新型的无线宽带接入网络，它融合了无线局域网和ad 泊宅编hoc网络的优势，扩大了无线局域网的覆盖范围，且具有ad hoc网的组网灵活性强、支持移动性、易于迅速展开、系统整体抗毁能力强的特点。是一种大容量、高速率、覆盖范围广的网络，成为宽带接入的一种有效手段。无线网状网极其广泛，可以应用于偏远地区的宽带接入、网络语音通讯，政府机构、学校、企事业单位的无线宽带接入，远程医疗、安全监控、交通监测、数字城市、军队战场通讯系统等各个方面。该技术被美国《telecommunications》杂志评选为2004年十大热门通信技术之一。 过去几年来，无线网状网的研究在世界各地大量的展开研究，目前在国外已经逐步明确该技术进入实用内丹修炼的四个过程的可行性试验阶段。国内的研究人员也对无线网状网进行了初步的研究，但远没有达到实用的地步，离世界先进水平还有很大的一段距离。我们通过多年实践，创建了一套成熟的、具有世界领先技术水平的无线网状网络系统。该技术已在深圳进入试验应用阶段。该技术的核心为自主创新，并与国内相关的单位签署了技术实施合作协议，并希望能把该技术服务国家。
2、无线mesh简介
无线Mesh属于以下一代Internet为中心的世界第四代计算机网络，被业界称为“无线网状
网”或“无线网中网”，又称为无线局/区/城域网或无线城市网（小到覆盖一层楼、一栋楼或一个小区，大到覆盖一个城市），它融合了现有无线局域网和Adhoc网络的优势，是一个可广泛应用视频（电视、电影）、语音（VoIP）和数据（宽带接入）传输等的，新型的大容量、高速率、覆盖范围广、成本低廉、系统整体抗毁能力强的的无线宽带网络,线Mesh也被称为世界第三代通信，即整个地域或整个城市实现无线网状网通信，将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信，能够处理图像、音乐、视频流等多媒体，提供包括网页浏览、电话会议、移动视频、电子商务等多种信息服务。还可在没有覆盖有线IP和有线电视的地方，通过卫星等接入部署，再扩展到整个地区。 Mesh技术，是WI-FI技术的延伸，是目前世界上负责互联网“太师庄中学最后一公里”的，无线局/区/城域网（无线城市网）关键及理想的无线传输技术。并被认为是4G核心技术的重要组成部分，代表IT技术发展的方向。属于世界新一代及我国大力支持发展范围的宽带网络、通信网络转型技术。
3、无线mesh网络的定义
无线mesh网络即“网状网”，无线Mesh网络是基于IP协议的无线宽带接入技术，它融合了W
LAN和Adhoc网络的优势，支持多点对多点的网状结构，具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等智能优势以及移动宽带、无线定位等特点，是一种大容量、高速率、覆盖范围广的网络，成为宽带接入的一种有效手段。从某种意义上讲，Mesh网络更主要的是一种网络架构思想，主要功能体现在无中心、自组网、多级跳接和路由判断选择等。 无线Mesh技术是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。在传统的WLAN中，每个客户端均通过一条与接入点（AP）相连的无线链路访问网络，用户若要进行相互通信，必须首先访问一个固定的AP，这种网络结构称为单跳网络。而在无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可同时作为路由器，网络中的每个节点都能发送和接收信号，每个节点都能与一个或多个对等节点进行直接通信。
这种结构的最大好处在于：如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。
4、无线mesh基本原理及关键技术
4.1Msh网络基本原理
Mesh网络结构主要由Mesh AP、Root AP（根AP）及相关的认证、网管系统组成，如图1所示。其中，Mesh AP主要负责为终端和其他Mesh AP提供接入和回传服务，与传统网络的最大差别在于Mesh AP可以根据无线信道和干扰情况灵活选择最佳无线路由，最终通过不同的Mesh AP和有线接入点Root AP连接到因特网。有线接入点Root AP与Mesh AP的区别在于它一端提供无线接入，另一端提供了Mesh网络最终与有线因特网连接的桥梁，实际上在一个Mesh网络中可以同时存在多个Root AP以保证与外界网络的通信流量。
图1：Mesh组网结构示意图
4.2mesh关键技术分析
1) 自配置
无线Mesh网络中的AP（包括Mesh AP、Root AP，以下同）具备自动频点检测、配置以及集中管理能力，可简化网络的管理维护。
2) 自发现、自组织、自愈合技术
无线Mesh网中AP具备自动发现和动态路由连接功能，能够消除单点故障对业务的影响，提供冗余路径。在某条链路出现错误后可以自动通过其他AP接入有线网络。针对有线接入点的Root AP，一旦其有线链路出现故障，也将自动关闭其无线链路，使得其他连接到该Root AP的节点可以自动选择其他有线点接入，保证网络的正常运行。
3) 路由优化
路由协议是无线Mesh网络最重要的技术之一。无线Mesh网络中的路由协议不能仅仅根据“最小跳数”来进行路由选择，而要综合考虑多种性能度量指标；其次，路由协议要提供
网络容错性和健壮性支持，能够在无线链路失效时，迅速选择替代链路避免业务提供中断；第三，路由协议要能够利用流量工程技术，在多条路径间进行负载均衡，尽量最大限度利用系统资源；第四，路由协议要求能同时支持路由器和用户终端[。
4）Qos保证机制
随着各种不同类型的业务在Mesh网络上的应用，尤其是在Mesh跳数较多的情况下，需要保证各种业务的接入、时延、公平性等需求，同时还需协调Mesh接入网络中的Qos策略与有线网中的QoS策略互连时的一致性，从而为用户提供端到端的业务Qos保证。
5）Mesh安全
传统网络的安全隐患在多跳的Mesh网中将被进一步放大。目前Mesh网络中的安全解决方案主要有两种，一种是采用了多层安全架构，对客户机提供WEP、WPA保护；对AP间的数据采用64/128 bit WEP或128bit AES加密；同时在网络层使用VPN来增强整体的安全性等。另一种方案是在AP间建立经过加密的IPSec隧道，以便安全地传送所有用户的数据业务、内部信令处理和管理信息，即所有数据在AP之间的传送都处于IPSec保护之下。
5、无线mesh网络系统结构
整个网络由无线接入点（AP）、无线路由器（WR）、终端用户/设备（CLIENT）组成。（如下图所示）
图 Mesh网络结构图
一个AP能在几十至上百米的范围内连接多个WR，AP的主要作用是将无线网络接入核心网，其次要将各个与WR相连的无线客户端连接在一起，使装有无线网卡的终端设备能通过AP共享核心网的资源。智能接入点（IAP）是在AP的基础上增加了Adhoc路由选择功能。此外，AP/IAP还具有网管功能，实现对无线接入网络的控制和管理，将传统的智能性
分散到接入点（AP/IAP）中，大大节省了骨干网络的建设成本，提高了网络的可延展性。在IAP的下层配置WR，为底层的移动终端设备（即用户）提供分组路由和转发功能，从IAP下载并实现无线广播软件更新。根据当时可使用的节点配置临时决定转发分组信息的路由，即实现动态路由。在该网络结构中，通过使用WR可以实现移动终端设备与接入点间通信范围的弹性延展。
6、无线mesh具有的优势及特点
6.1mesh网络具有的优势
(1)快速部署和易于安装
安装Mesh节点非常简单，将设备从包装盒里取出来，接上电源就行了。用户可以很容易增加新的节点来扩大无线网络的覆盖范围和网络容量。Mesh的设计目标就是将有线设备和有线AP的数量降至最低，因此大大降低了总拥有成本和安装时间，仅这一点带来的成本节省就是非常可观的。无线Mesh网络的配置和其他网管功能与传统的WLAN相同，用户使用WLAN的经验可以很容易应用到Mesh网络上。
(2)非视距传输(NLOS)
用无线Mesh技术可以很容易实现NLOS配置，因此在室外和公共场所有着广泛的应用前景。与发射台有直接视距的用户先接收无线信号，然后再将接收到的信号转发给非直接视距的用户。按照这种方式，信号能够自动选择最佳路径不断从一个用户跳转到另一个用户，并最终到达无直接视距的目标用户。这样，具有直接视距的用户实际上为没有直接视距的邻近用户提供了无线宽带访问功能。无线Mesh网络能够非视距传输的特性大大扩展了无线宽带的应用领域和覆盖范围。
(3)健壮性
现网络健壮性通常的方法是使用多路由器来传输数据。如果某个路由器发生故障，信息由其他路由器通过备用路径传送。Mesh网络比单跳网络更加健壮，因为它不依赖于某一个单一节点的性能。在单跳网络中，如果某一个节点出现故障，整个网络也就随之瘫痪。而在Mesh网络结构中，由于每个节点都有一条或几条传送数据的路径。如果最近的节点出现故障或者受到干扰，数据包将自动路由到备用路径继续进行传输，整个网络的运行不会受到影响。
(4)结构灵活
在单跳网络中，设备必须共享AP。如果几个设备要同时访问网络，就可能产生通信拥塞并导致系统的运行速度降低。而在多跳网络中，设备可以通过不同的节点同时连接到网络，因此不会导致系统性能的降低。 Mesh网络还提供了更大的冗余机制和通信负载平衡功能。
(5)高带宽
无线通信的物理特性决定了通信传输的距离越短就越容易获得高带宽，因为随着无线传输距离的增加，各种干扰和其他导致数据丢失的因素随之增加。因此选择经多个短跳来传输数据将是获得更高网络带宽的一种有效方法，而这正是Mesh网络的优势所在。
在Mesh网络中，一个节点不仅能传送和接收信息，还能充当路由器对其附近节点转发信息，随着更多节点的相互连接和可能的路径数量的增加，总的带宽也大大增加。
此外，因为每个短跳的传输距离短，传输数据所需要的功率也较小。既然多跳网络通常使用较低功率将数据传输到邻近的节点，节点之间的无线信号干扰也较小，网络的信道质量
和信道利用效率大大提高，因而能够实现更高的网络容量。比如在高密度的城市网络环境中，Mesh网络能够减少使用无线网络的相邻用户的相互干扰，大大提高信道的利用效率。
6.2无线mesh网络的特点
怎样学好化学 态自发现、自配置、自愈合，低功率、高带宽、高速率等。
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7、无线mesh网络的应用及典型应用风险投资退出机制
基于Mesh网络的优势，它可以在不同异构的环境下提供多种服务；当用户在高速移动时，或者在较大范围的区域内可以通过3G或2.5G传输语音、数据；在局部的范围内可通过WLAN提供宽带网络服务，例如视频点播等。随着Mesh网络的进一步发展，它最终可在企业的办公环境中将办公室电话或者手机进行整合。
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