Постоянно читаю сетевой форум и нахожу там много полезной информации. По материалам форума я и подготовил следующую статью.

На современном этапе в структуре информационно-телекоммуникационных систем все большее развитие получают системы беспроводноuj доступа. На сегодняшний день технология Wi-Fi , в основе которой лежит стандарт IEEE 802.11 , является наиболее популярной технологией беспроводных сетей передачи данных, быстро развивается. Однако преобразования Wi-Fi в инструмент корпоративной коммуникации и действительно массовую технологию обмена данными ставит перед разработчиками серьезную проблему «бесшовного» межсетевого роуминга. Эта проблема решается в рамках ячеистой (mesh) архитектуры и именно с ее внедрением аналитики связывают очередной этап роста беспроводных сетей . Это многошаговая сеть, устройства которой (mesh-станции , MP, Mesh — Mesh-сеть Points ) обладают функциями маршрутизатора и способны использовать различные пути для пересылки пакета. Mesh-технология становится особенно необходимой в отсутствие проводной инфраструктуры для соединения станций. В этом случае пакеты пересылаются от одной mesh-станции к другой до достижения шлюза с проводной сетью. Для большей надежности mesh-станция может иметь более одной соседнюю mesh-станцию . Идея mesh-сетей берет свое начало с мобильных ad hoc сетей (MANET ), в которых функция маршрутизации была реализована на уровне IP. Протокол MANET имеет ограниченную производительность, поскольку IP-уровню недоступна информация об условиях беспроводной передачи и соседние узлы. В частности, IP-уровню недоступна информация о вероятности искажения пакетов помехами и коллизиями, а также о схеме модуляции и кодирования, используемой в каждом из соединений. Напротив, в mesh-сетях стандарта IEEE 802.11s механизмы маршрутизации работают на MAC-уровне, где эта информация доступна, что делает маршрутизацию гораздо эффективной. За счет протокола маршрутизации, работающий на МАС-уровне, mesh-технология позволяет в несколько раз увеличить зону покрытия сети. Это важно, поскольку с ростом скорости передачи зона покрытия сети падает, а mesh-технология компенсирует этот эффект.

Информационные сети, организованные по топологии mesh , получили за последние полтора-два года большое признание. Масштабы проектов выросли до тысяч точек доступа и десятков тысяч пользователей. mesh-сети представляют самые интересные решения, интегрирующие различные сетевые и радиотехнологии, и поэтому в полной мере отвечают требованиям абонентов, постоянно увеличиваются (мобильность, QoS, безопасность).

Всем привет! Статья про оборудование и примение меш сетей назрела уже давно, но сесть за ее написание я решился только сейчас. Все дело в том, что некоторое время назад абсолютно разные компании мне стали присылать на обзор схожие по функционалу наборы устройств WiFi Mesh систем. Эта технология мне настолько понравилась, что я даже решил оставить себе один из наборов для домашнего использования. И разумеется, после этих публикаций посыпалось множество просьб рассказать поподробнее, что такое mesh сетка.

Чем отличается Mesh сетка WiFi от обычного роутера?

Главная суть mesh сети – это покрыть большую площадь стабильным беспроводным сигналом без потери скорости и с бесшовным роумингом.

Каким образом раньше мы старались этого добиться? Покупали самый дорогой и мощный роутер, который бы мог на максимальное расстояние ретранслировать wifi сигнал. Если же его не хватало, то мы ставили дополнительно wifi репитер, который еще немного продлевал его до отдаленного участка. В общем-то, все я подробно описывал ранее.

Однако у них у всех были достаточно весомые недостатки:

• Прежде всего, любое новое звено в цепочке, то есть каждый новый репитер, значительно снижали скорость. Где-то в два раза, а где то и больше, в зависимости от первоначальной мощности передатчика и стоимости всего оборудования.
• Второй момент – это цена. Купить дорогой роутер стоимостью от 3000 – 5000 и более рублей может себе позволить не каждый. Если же к нему добавить репитер и антенну, то прибавьте к этой сумме еще несколько тысяч.
• Третье – настройка. Любой репитер сначала нужно вручную подключить к основной wifi сети и при помощи телефона или компьютера настроить его параметры на ретрансляцию сигнала. Если их у вас несколько, то с каждым нужно будет это сделать по очереди.
• Наконец, при перемещении по дому смартфон или ноутбук должны были переподключаться от основного источкиа – маршрутизатора, к дополнительным, в результате чего происходила потеря связи и все текущие задачи, связанные с работой в интернете – онлайн игра, загрузка файлов, просмотр видео и т.д. – тоже приостанавливались. Согласитесь, неудобно.

Что такое Mesh система?

Mesh сеть – это одноранговая система, нагрузка которой распределена между несколькими равноправными ячейками (точками доступа), каждая из которых раздает беспроводной сигнал в общей сети.

Суть технологии “mesh” в том, что подключив одну точку доступа к интернету или существующей сети (кабельной или беспроводной), созданной при помощи какого-то уже имеющегося в наличии роутера, остальные на автомате подхватывают ее сигнал, и работают с теми же настройками, что и первая.

Оборудование для mesh сети

Обычно в комплекте оборудования для mesh сетки идет сразу несколько устройств – от двух и более. Если не вдаваться в детали, то каждое из них – это аналог обычного wifi роутера.

Все модули в mesh системе равноправны и подключение ее к роутеру или напрямую через кабель провайдера к интернету можно выполнить с любого из них. В итоге мы получаем несколько равнозначных источников сигнала wifi, которые не нужно настраивать каждый по отдельности, как в случае с использованием wifi репитеров. А ведь это особенно актуально в домашнем использовании, и не только.

При этом если при подключении к репитеру скорость wifi падает по сравнению с основным источником, даже если вы находитесь от него в непосредственной близости, то здесь она остается на прежнем уровне.

При необходимости можно легко подключить еще одну или несколько точек также без выполнения на ней каких-либо конфигураций.

Еще одним характерным свойством mesh wifi сетки является бесшовный роуминг – это когда при перемещении по дому ваше устройство – смартфон, ноутбук и т.д. – само выбирает, какая точка доступа в данный момент самая ближайшая, и переподключается к ней без разрыва соединения с беспроводной сетью. То есть реконнект происходит незаметно для конечного пользователя. А это означает, что ни загрузки, ни прямая онлайн трансляция, ни что-то еще, связанное с работой в интернете, не прерывается.

Применение систем mesh сетей wifi

То есть представим, что вы живете в однокомнатной квартире. Покупаете один элемент mesh сетки и используете его так же, как обычный роутер. Потом вы переезжаете в частный дом с 4-5 комнатами – и все, что достаточно сделать, это купить еще 2-3 компонента той же системы и просто включить их в розетку, а настроятся они между собой автоматически.

В общем, плюсы налицо и по моему мнению, именно за mesh системами будущее беспроводных сетей. Сколько же это стоит, спросите вы? Коллеги, меня тоже этот вопрос волновал больше всего. Учитывая все преимущества, я бы купил такую штуку вне зависимости от его дороговизны (в разумных пределах, конечно).

Но для обычного пользователя, а не такого фаната как я, вопрос денег будет если не на первом, то точно на втором месте. Так вот, самое интересное, что цена одного комплекта из нескольких ячеек вполне сравнима с теми суммами, которые просят за один только маршрутизатор из среднего сегмента, который в моих тестах обеспечил более-менее похожую дальность приема беспроводного сигнала.

Это распределенная, одноранговая, самоорганизующаяся сеть с ячеистой топологией. На английском меш означает «ячейка».

Меш-сети отличаются от привычных централизованных сетей тем, что в них все узлы равноправны, каждый узел является и провайдером, и роутером, и мостом (cетевым коммутатором).

Чтобы стать полноценным узлом в сети, достаточно установить программное обеспечение Меш-сети у себя на роутере/телефоне/ноутбуке. Для подключения клиента к Меш-сети не потребуется никакого дополнительного ПО, кроме dhcp-клиента и поддержки ipv6 системой.

В меш-сети вы «сам себе провайдер», вас нельзя отключить от этой сети, вас нельзя подслушать специальным оборудованием.

Сети Меш - это путь, по которому человечество построит свободный, устойчивый к цензуре, децентрализованный интернет с End-to-End шифрованием трафика по умолчанию. А криптовалюты - это недостающий элемент уравнения.

В чем ценность глобальной Меш-сети?

В Меш-сети невозможно контролировать трафик и узлы, обслуживающие сеть, потому что там нет единого центра для получения IP-адресов (DHCP), все маршруты распределенные и динамические, и DNS также может быть децентрализован;

Меш-сеть опционально анонимна и всегда приватна. Весь трафик шифруется по умолчанию. Нет централизованных логов сессий пользователей и активности узлов. Прощай, Большой Брат.

Трафик невозможно приоритезировать. Network Neutrality - это закон, который прописан в коде. Прощай, приоритезация трафика и лоббирование интересов корпораций и правительств.

Сеть невозможно заблокировать или закрыть, потому что она соединяется по принципу «каждый с каждым», что создает большое количество связей. Обрыв одного или нескольких соединений не нарушит функционирование сети в целом. Прощайте, государственные фаерволы.

Если произошло стихийное бедствие, то с помощью Меш-сети можно быстро построить сеть на месте происшествия для связи, а при поддержке извне - соединить ее с глобальной сетью.

При этом такая сеть может быть дешевой и самоорганизующейся, то есть подключил кабель/Wi-Fi/сотовую связь к девайсу, нажал на кнопку - и ты автоматически становишься участником сети. Также такая сеть может работать в режиме «оверлея », то есть поверх существующей инфраструктуры, например, интернета.

Меш это сложно?

При запуске Меш-сети нужно решать много задач по маршрутизации, одновременно совмещая это с шифрованием и возможностью оверлейного режима работы.

Тем не менее протокол с открытым исходным кодом cjdns и основанный на нем проект Hyperboria решают все эти задачи достаточно эффективно.

Есть множество других протоколов для построения Меш-сетей. Ниже приведена сравнительная таблица :

Авто-назначение адреса - клиент сам выбирает себе адрес и может не менять его, переходя из одной подсети в другую, так как нет единого центра выдачи адресов;

Авто-конф. Маршрутизация - нет необходимости вручную настраивать маршрутизацию в сети;

Распределенная маршрутизация - узлы обмениваются информацией о маршрутизации;

Объединение сетей - способность объединять сети через обычный интернет;

IPv4/v6 - по какому протоколу работает сеть;

Авто-настройка - позволяет пользоваться сетью без установки какого-либо другого ПО;

Разработка - статус разработки сети;

Поддержка - какие операционные системы могут быть полноценными участниками сети.

Проблемы и препятствия для глобальной Меш-сети

В сравнении с привычным интернетом, Меш-сети часто неэффективны, потому что не гарантируют ширину канала и качество связи. Внутри мало контента и нет огромного количества привычных сайтов и сервисов. В самом начале запустить Меш-сеть очень сложно, а эффективность достигается только при большом количестве пользователей (узлов).

Тем не менее cjdns и другие протоколы разрабатываются и функционируют уже около 15 лет. А на нашей планете организовано множество различных Меш-сетей: от Нью-Йорка до Афганистана . Люди строят «свой» интернет, чтобы уйти от контроля правительств и интернет-провайдеров, чтобы защищать свою свободу слова и свободу доступа к информации по всему миру.

Самая крупная Меш-сеть в мире называется Guifi , находится в Испании и насчитывает на момент написания статьи 34,593 активные ноды.

Этот проект стартовал в 2004 году с одной Wi-Fi ячейки. Рамон Рока, один из инженеров компании Oracle, устал ждать, пока в его городок Гурб проведут интернет. Изначально он хотел решить проблему для себя. Но затем помог и соседям. Настроив роутеры Linksys определенным образом, он смог объединить их в Меш-сеть, к которой смогли присоединиться остальные при наличии подключения к интернету.

Первый узел сети заработал, когда Рока установил на самом высоком здании городка роутер с направленной антенной. Это было единственное здание в регионе с подключением к сети. Роутер при помощи направленной антенны связывал с интернетом дом инженера, находящийся в 6 километрах от здания. Вскоре о подключении к интернету начали просить соседи. А потом и соседи соседей, знакомые, коллеги. Все желающие смогли подключиться - доступ был бесплатным, нужно было лишь приобрести роутер. Сеть постепенно увеличивалась в размерах год за годом. Рока и его команда волонтеров работают до сих пор, даже по ночам. Развивать сеть им стоит больших трудов. Все пожертвования уходят на покупку оборудования. По сути, сеть держится только на добровольных началах ее создателей.

Но как заинтересовать всех остальных людей присоединиться к сети, если для них проблемы контроля интернета пока не так актуальны или просто не важны? Как заинтересовать пользователей, которые не понимают, что такое меш и каковы его преимущества, начать наполнять сеть контентом и сервисами, если внутри пусто и нет никого, кроме ранних последователей? Как заинтересовать узлы, лучше обслуживать сеть и предоставлять более качественный канал связи?

С одной стороны, государства, интернет-провайдеры и корпорации сами создают стимулы для развития свободного альтернативного интернета. Вспомнить хотя бы последнюю , когда РКН заблокировал более 18 миллионов ip-адресов, в том числе и адреса серверов Google и Amazon. Пострадали многие сайты и сервисы, среди которых - Microsoft Office 365, обновления Windows, Xbox, Viber, Одноклассники и многие другие. Были проблемы с проведением платежей через 3DSecure MasterCard.

Но одних только негативных стимулов недостаточно для создания сетевого эффекта для перехода из привычного интернета в свободную глобальную Меш-сеть.

До появления криптовалют реализация «позитивных» экономических стимулов в Меш-сетях во всей их гибкости и мощности была невозможна. Просто потому, что вам бы пришлось под каждое устройство писать код для процессинга банковско-фиатных платежей, что очень сложно и небезопасно, а также проходить бюрократические барьеры и идентификацию по паспорту. По сути, сейчас у нас уже есть все технологии для реализации глобальной Меш-сети. Но будем реалистами - скорее всего, ее альфа-версии.

Что такое меш + криптовалюты? Глобальная Меш-сеть

Допустим, система экономических стимулов может выглядеть как-то так:

Я плачу пирам (пиры - это соседние узлы в Меш-сети ) за трафик, который они маршрутизируют для меня;

Пиры платят мне за трафик, который я маршрутизирую для них;

Я делаю криптовалютный депозит на свой аккаунт-узел, когда баланс нулевой;

Нет никаких сомнений в том, что такая сеть принесет огромную пользу абсолютно всем. Посмотрим, найдется ли тот, кому хватит огня, чтобы реализовать это.

Примеры криптовалютных проектов, которые делают Меш-сети : Skycoin, RighMesh, Ammbr, Altheamesh.

Например, проект Skycoin разрабатывают свою Меш-сеть Skywire , и планы очень амбициозные. Команда хочет построить глобальную Меш-сеть, а блокчейн Skycoin будет использоваться в ней как платежная система.

Производители постоянно работают над улучшением характеристик своих WLAN-роутеров. Появляются новые функциональные возможности, увеличивается пропускная способность, но при этом устройства становятся все дешевле и дешевле.

Проблема: большие расстояния и такие массивные препятствия, как стены, зачастую оставляют от теоретически возможной скорости передачи данных лишь небольшую её долю. Связь между роутером и компьютером в жилой комнате может быть великолепной, но смогут ли воспользоваться ей ваши дети в спальне, расположенной на верхнем этаже или, например, достанет ли сигнал до умной морозилки в подвале - вот в чем вопрос.

Ответ на него есть обычно такой: надо использовать повторитель WLAN-сигнала, так называемый WLAN-репитер. Он создает более широкий радиус действия роутера и, как правило, работает безупречно. Альтернативным решением для увеличения радиуса действия роутера является . Но они не везде могут быть применимы и иногда им не хватает надежности.

Многие расширители зоны покрытия WLAN-сети довольно компактны и могут быть с легкостью размещены повсюду в квартире, как приведенные здесь станции TP-Link Deco

Неприхотливые WLAN-расширители

Еще больший успех в этом деле обещают так называемые Mesh-WLAN-системы. Они могут состоять в принципе из сколь угодно большого количества «радиостанций», которые вы стратегически размещаете по дому или квартире.

Все WLAN-системы могут быть - при необходимости - очень просто настроены через приложение. Там же находятся советы по оптимизации, как у приведенной на иллюстрации Asus Lyra

Станции соединяются друг с другом через собственную сеть и каждая служит точкой доступа к общей, домашней WLAN-сети. При этом важно, что система управляет сама собой и передачей данных между отдельными точками и оконечными устройствами практически самостоятельно.

От пользователя не требуется вмешательств в конфигурацию при начале работы, нужны лишь минимальные действия в Andoid- или iOS-приложении. Лишь при выборе местоположения точек нужно будет немного подумать.

Наш совет, исходя из практического опыта: чем выше, тем лучше . На верхней стороне шкафа или на самом верху книжных полок система получает возможность обеспечить наиболее высокую скорость передачи данных.

Google Wifi: трендсеттер

Самый известный представитель этого нового семейства устройств - система . Кроме того, она принадлежит к числу самых недорогих систем: примерно 130 евро стоит «радиостанция», которая быстро настраивается, хотя при этом и не предлагает практически никаких возможностей для конфигурирования, причем делается все только через приложение.

От номинальной пропускной способности на 300 Мбит в диапазоне 2,4 ГГц при практических измерениях на планшете в хороших условиях остаются все-таки еще хорошие 165 Мбит/с. За толстой стеной и на удалении 19 метров этот показатель опускается до 72 Мбит/с, но обычная WLAN-связь при таких же условиях вряд ли была бы способна на большее. В сравнении с другими системами это в любом случае средне-хорошая производительность.

Несколько раздражающим здесь является принуждение к использованию облачного сервиса. Чтобы задействовать Google Wifi, вам обязательно понадобится аккаунт в Google Cloud, что будет обходиться вам в несколько евро в месяц, а также сделает открытыми вопросы безопасности личных данных.

Netgear Orbi: задает темп

Из всех систем, которые мы протестировали, больше всего нам понравилась , и прежде всего из-за производительности в области скорости передачи данных: даже при сложных условиях она достигала по меньшей мере 124 Мбит/с. Во время тестовых испытаний ни один из конкурентов и близко не подобрался к таким показателям. В самом лучшем случае мы намерили рекордные 191 Мбит/с.

Кроме того, настройка системы является действительно простой, у пользователя есть выбор между управлением через приложение или веб-интерфейс. А еще Netgear предлагает дополнительные функциональные возможности, которых нет у других решений. В частности, вы можете организовать дополнительную домашнюю сеть или интегрировать Orbi в качестве точки доступа в уже существующую сеть. Более того, никакие облачные сервисы здесь не нужны. Зато само по себе решение является действительно дорогостоящим: базовое оснащение с роутером и одним сателлитом обойдется приблизительно в 27 000 рублей.

WLAN-Mesh-системы: обзор всех протестированных моделей

Обзор показывает все «чистые» Mesh-системы, которые мы рассмотрели во время практического тестирования и содержит в себе сравнение измеренной скорости передачи данных с номинальной, а также данные о стоимости и протестированной конфигурации.

Модель	Тестовая конфигурация	Стоимость (примерно)	Номинальная скорость (2,4/5 GHz)	Максимальная скорость десктоп/планшет
Asus Lyra	3 x Lyra	30 000 руб.	400/867 MBit/s	165/74 MBit/s
Google Wifi	3 x Wifi	25 000 руб.	300/867 MBit/s	197/165 MBit/s
Linksys Velop	3 x Velop	34 000 руб.	400/867 MBit/s	196/138 MBit/s
Netgear Orbi	1 x роутер/2 адаптера	40 000 руб.	400/1.733 MBit/s	191/124 MBit/s
TP-Link Deco	3 x Deco	20 000 руб.	400/867 MBit/s	186/150 MBit/s

Фото: компании-производители