三、无线网格网的构成
在使用无线网格网技术建设的网络中,其拓扑结构呈格栅状,图1所示为一种典型结构。整个网络由下列组成部分构成:智能接入点(IAP/AP);无线路由器(WR);终端用户/设备(Client)。
在图1中,AP也称无线接入点或网络桥接器,一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线路由器,AP的主要作用是将无线网络接入核心网,其次要将各个与无线路由器相连的无线客户端连接到一起,使装有无线网卡的终端设备可以通过AP共享核心网的资源。IAP(智能接入点)是在AP的基础上增加了Ad Hoc路由选择功能。除此之外,AP/IAP还具有网管的功能,实现对无线接入网络的控制和管理,把传统交换机的智能性分散到接入点(AP/IAP)中,大大节省了骨干网络建设的成本,提高了网络的可延展性。在智能接入点的下层,配置无线路由器,即WR,从而为底层的移动终端设备(即用户)提供分组路由和转发功能,并且从智能接入点下载并实现无线广播软件更新。转发分组信息的路由根据当时可使用的节点配置临时决定,即实现动态路由。在该网络结构中,通过使用无线路由器(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。
终端用户/设备(Client)兼备主机和路由器两种角色。一方面,节点作为主机运行相关的应用程序;另一方面,节点作为路由器需要运行相关的路由协议,参与路由发现、路由维护等常见的路由操作。
基于以上的结构,WMN有2种典型的实现模式。
1.基础设施网格模式(infrastructure meshing)
该模式在接入点与终端用户之间形成无线的回路。移动终端通过WR的路由选择和中继功能与IAP形成无线链路,IAP通过路由选择及管理控制等功能为移动终端选择与目的节点通信的最佳路径,从而形成无线的回路。同时移动终端通过IAP可与其他网络相连,从而实现无线宽带接入。这样的结构降低了系统成本,提高了网络覆盖率和可靠性。
2.终端用户网格模式(client meshing)
终端用户自身配置无线收发装置通过无线信道的连接形成一个点到点的网络,这是一种任意网格的拓扑结构,节点可以任意移动,可能导致网络拓扑结构也随之发生变化。在这种环境中,由于终端的无线通信覆盖范围有限,两个无法直接通信的用户终端可以借助其他终端的分组转发进行数据通信。在任一时刻,终端设备在不需要其他基础设施的条件下可独立运行,它可支持移动终端较高速率的移动,快速形成宽带网络,终端用户模式事实上就是一个Ad Hoc网络,它可以在没有或不便利用现有的网络基础设施的情况下提供一种通信支撑环境。
由于两种模式具有优势互补性,因此同时支持两种模式的网络将在一个广阔的区域内实现多跳的无线通信,移动终端即可以与其他网络相连,实现无线宽带接入,又可以与其他用户直接通信,并且可以作为中间的路由器转发其他节点的数据,送往目的节点。WMN不仅可以看作是WLAN与Ad hoc融合的一种网络,又可看作是因特网的一种无线版本。
值得一提的是,目前的热点技术WiMax因其远距离下的高容量(近50km的覆盖距离以及高达70Mbit/s的宽带接入)等优势,吸引了众多无线宽带接入提供商的注意。从这些网络提供商保护投资的角度出发,如果要迅速发展WiMax,必然要与目前已经蓬勃发展的Wi-Fi相融合。从组网结构上讲,可以采用2种融合模式:①在WLAN中,因为AP的覆盖范围非常有限(最远只有数百米),用户在热点地区以外,可以采用WiMax继续接入网络享受服务,但是这种接入方案需要在终端设备中配置双网卡;②采用WMN的组网模式,即采用双层结构,骨干网采用WiMax技术,接入网采用Wi-Fi,其网络结构如图2所示。
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