duoduo520 发表于 2010-5-31 17:10:39

Mesh网络的多径阐述及实现

多径(multipath)
OLDM中的每个节点同时维护尽可能多的到其它节点的路由。“多径”会大大提高路由的稳定性,将路由的重建开销降低到最低。如下图所示的网络拓扑结构:
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_29/ourdev_558605.png
(原文件名:00.png)
上图中的连线代表两节点之间有直接的无线链路,如果节点A向节点H发送报文,则可能的路径会有9种:A-B-E-H, A-B-F-H, A-B-G-H, A-C-E-H, A-C-F-H, A-C-G-H, A-D-E-H, A-D-F-H, A-D-G-H。如果B, C和E, F四个节点同时移动位置或者出现意外断电,A和H之间仍然有稳定的路由A-D-G-H,而不需要进行路由重建。并且可以在A和H按照路由A-D-G-H进行数据传输的同时寻找A-H的其它新的可能路由,使得当A-D-G-H这条链路失效后A-H之间仍然可达路由。这样以来A和H之间的数量传输就会是连续和可靠的。

另外,对于“多径”路由协议,可以在多条路径之间动态选择,多条路径并行发送报文,使网络的吞吐量最大化。如果A-H的某条链路或者某个节点发生拥塞,则会旁路发生拥塞的路由,将链路拥塞带来的问题降到最低。

我们现在来看单径(unique path)路由协议的情况:
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_29/ourdev_558606.png
(原文件名:01.png)
网络拓扑结构与多径相同,A向H发送消息,“单径”路由协议会根据某种算法选择A到H的一条最佳路由A-C-F-H,而对别的额外可能的路由视而不见。如果中间节点C或者F任何一个改变位置或者掉电,则会导致A-H的链路不可达。这时必须被动地重新寻找A-H之间的路由。路由的重新建立过程会占用网路的带宽并且在重建路由的期间A-H的链路是不可达的,因此会带来A-H传输的时延。

“单径”路由协议由于对潜在的可能链路视而不见,因此不能很好的利用网络的有效带宽。同时在应对链路拥塞、QOS等问题的解决也远远不及“多径”路由协议。

“单径”路由协议相对“多径”路由协议有占用资源少、实现算法简单等特点受到广泛的应用,几乎常见的路由协议都是“单径”路由协议。比如比较流行的AODV、DSDV、OLSR等路由协议。

总结:
“单径”路由协议的优点:
路由表结构简单,所需要的内存开销少
代码实现、维护起来比较容易
容易处理路由回路(loop)的问题,用报文序号(sequence)等方法
“单径”路由协议的缺点:
需要消耗网络带宽和时间去重新建立路由。如果网路的拓扑结构变化的速度很快,需要不停地路由重建,带来不能接受的时延并消耗大量的网络带宽,甚至导致全网瘫痪。
不能充分利用无线资源,由于只有一条链路,容易产生链路拥塞,很难保证QOS等特性
不适合拓扑结构变化快的移动网络
“多径”路由协议的优点:
吞吐量高,充分利用无线资源,使用尽可能多的链路并行发送报文,最大程度避免拥塞的发生。
路由的建立和维护所消耗有效网络带宽很小、延时少。
新的路由会在现有链路失效之前便可以被发现并且建立,能够轻松应对路由的频繁变化。
很适合拓扑结构变化快的移动网络
“多径”路由协议的缺点:
设计复杂度增加,需要实时动态感知网络拓扑结构的变化,动态发现和建立尽可能多的路由
怎样处理路由回路(loop)的问题
路由表结构复杂度、内存开销增加

“多径”路由协议在目前流行的Ad Hoc路由协议中十分罕见,几乎找不到能参考的成熟路由协议的前例。OLDM路由协议采用“多径”路由方式是一种创新性的挑战。综上所述“多径”路由协议的优点,OLDM路由协议比采用“单径”路由协议的AODV等更适合应用在拓扑结构变化快的移动自组网系统中。

同行交流:13366662606 王工

freemann 发表于 2010-6-2 13:31:02

理论上东西, 可以任意的想

duoduo520 发表于 2010-6-2 14:04:18

这不是理论上的东西,也不是实验室产品,已经在水表上面在用,请网友心态摆正!工程师要都个个像freeman一样,不是件好事!

还是心态要摆正,不理解的地方,我会有限制的解释!

ggyyll8683 发表于 2010-6-2 14:20:25

关注

electricit 发表于 2010-6-2 14:32:21

不错,理论变成实际也不是不可能,没有理论哪来的实际,小顶一下

llskym 发表于 2010-6-21 17:35:56

其实我觉得“多径”路由协议反而降低了网络的吞吐量,从A到H无线传输“单径”路由协议只要传输3次就可以了,“多径”如果9种路径都走的话至少要15次(每个节点发现是重复的包就不传的情况),而且中间节点B、E、D、G在转发的时候就不能为自己传输数据了,应该是降低了网络的吞吐量才对

almasy 发表于 2010-6-28 12:46:12

回复【楼主位】duoduo520
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王工,我刚接触ZIGBEE不久,有很多概念性的东西不理解,能否不嫌鄙夷而解答我的疑惑?我这边用的是一套TI Z-STACK协议的套件

guizi676 发表于 2010-6-28 16:22:22

前一段时间用过MESH,主要解决无线网桥不能“拐弯”和系统不稳定的问题,效果还不错。
    下面是搜集到的一些资料:
Mesh的话最大的特色是各个节点都具有中继功能,但是缺乏稳定的自愈协议栈会是最大问题,本身无线信号就具有很大的随机性,再加上动态的背景噪声或干扰。在链路中断后还能不能再恢复起来是最大的问题。我以前跟过一个公司,他们做了一个学校的项目,刚布起来效果还不错,但是运行一段时间发现慢慢就有节点丢失。到现场一看,发现,学生中午晚上食堂附近的节点总会失去连接,应该是人多或是食堂设备提高了背景噪声。饭点过了后,大部分节点又从新加入网路,但是慢慢的总有一两个的路由表崩溃再也加不了网络了。。。这种协议栈的robust特性的测试会远远大于星型网路或是有线网络。

技术优势:
先说它的技术特性:
无线方面的特性:
      Mesh同时采用两种工作频段,称之为主频带和附频带,Pr:2.4~2.48G ,Sec:5.7~5.8左右吧,(所谓的双天线,并不是双极化哦)
    在主频带上支持的是802.11b/g,在附频带上支持的是802.11a,它和wimax不同,wimax一般只工作于一个频带,无线信号在自由空间传播的方式也不太相同.wimax可以传输更远的距离,mesh在这方面要弱一些,但是wimax会受到所谓的费涅区的影响。Mesh与WIMAX相比,两者的功能性是不同的,Mesh在园区网中更具有优势,WIMAX则想走3G的路子,但是它是一个还未成熟的技术,在802.16e以后,才具有移动通讯优势。扯远了一些。
    在载波调制方面,和WIMAX一样,都是OFDM的。发射功率在36dbm EIRP(全向辐射)左右.在一个科学园中,对于多点互联的网络而言,可以获得很好的信号增益.
    接收灵敏度大概在-77dbm 至 -100dbm之间吧,这个和你的带宽是有关系的。低带宽低增益。

路由方面的特性:
   在层1和层2之间, 路由引擎一般采用“态势感知”技术,这所谓的态势感知技术最早用于军事上,也就是指Mesh所具有的能力.就是说Mesh技术是连通层1和层2的技术。一个元结构的MESH网络可以做为一个因子,不断的复制,形成庞大的网络,因为多点互连的技术特性,它的信号不会因为某个AP的问题产生衰落。看起来MESH像一个病毒的原体,可以不断的膨胀。你如果说MESH具有的无线优势,我个人认为那不是优势,因为它在自由空间传播的能力是有限的,它的强项就是“态势感知”,你如果还想钻研,那我不会陪你聊下去的,因为这不是我研究的东西。Mesh强不是强在无线,而强在AP的融合能力。

Mesh网络:
管理软件,可以基于RH.4.0+,或者unix,可以跑SNMP V.3,多种SSID可以映射到一个VLAN里。

成本优势?
   Mesh相比于其它的网络,成本是昂贵的。所以这影响了它的应用性。我认为MESH在成本上不具有优势,这东西是个很烧钱的东西。AP很容易坏掉,死贵死贵的。
   用一个笔记本在某个特定的区域安全的上网,你会获得很好的移动性,高速度,高的安全性,不要担心所谓的“切换”问题,你的网速是稳定的。这是我曾经有过的体验。

有人说mesh就一大忽悠,商业前途很有限。

美国90年代中就开始炒了。先是搞所谓的MANET,主要是军方感兴趣,对移动和网络大小的要求很高。因为有大笔研发经费,培养了无数屁挨着地,写了无数论文。后来军队发现实在离需要距离太大,兴趣就现实多了。但是那些学生毕业了要找饭吃,那些帮军队作试验产品的公司们也需要找出路,于是一起开始忽悠民用,技术要求低了很多,没人再牛皮几百几千个节点了,也没人敢说车速移动了,还改了个名字叫mesh。这都忽悠了10多年了,可以说没有一个民用成功的例子,最多就是政客搞搞面子工程。

第一条,为什么要做mesh? 早期军用的理由还好说,但民用的手机网光纤网覆盖很全,如果真的有需要又有钱赚的地方,肯定会有人去建光纤网手机网,不用mesh来凑热闹。钱不是问题的人还有卫星网。这样,mesh就剩了没有多少生存空间。

第二条,mesh网容量太小。如果每个节点只有一个radio,它接收的时候不能发送,发送的时候不能接收,所以每多接力一次,数据率就降一些,总的数据率最多也就是单点数据率的1/k,k要看节点密度,但实际中至少是3左右。如果用多radio节点,节点成本大增不说,因为这些radio彼此距离太近,即使用不同频率,相互干扰也巨大。

第三条,mesh数据传输质量极不稳定,质量是随mesh网大小成指数下降的。没有起码的质量控制服务商不愿意建,用户也不愿意花钱。

以上这几条是mesh的致命伤。前几年钱多的时候有不少城市被忽悠了建城市wifi mesh,结果运行下来基本都是失败。最多是个聊胜于无。如果有人垫钱还勉强维持运营,不然基本拖得不了了之。那两年3G网还没有上来,现在3G上来了,机会窗口没有了存在意义就更小了。

roxsun 发表于 2010-6-28 17:30:51

A到H无线传输 “单径”和“多径”路由都是3次,否则就不叫 路由"多径”如果9种路径都走的话至少要15次 -- 这不是路由

我阐述的路由是在两点之间选择最短的路径(判定标准之一), 如果最短的路径不止一条 就是 多径

roxsun 发表于 2010-6-28 17:39:52

回复【7楼】guizi676
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太长太多,不能细看,见谅

请朋友针对wavemesh发表你的真知灼见。

roxsun 发表于 2010-6-28 17:45:23

没人再牛皮几百几千个节点了,也没人敢说车速移动了

wavemesh真的能够做到,朋友们,都是工程师,吹牛的事情咱不干

winnerme 发表于 2010-6-30 16:23:43

回复【楼主位】duoduo520
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留下联系Q,可以交流交流自组网协议实现

charlie2008 发表于 2010-8-19 13:02:01

mark!

chinadragon 发表于 2010-9-6 17:08:31

回复【楼主位】duoduo520
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吹牛,鉴定完毕

ttspace 发表于 2011-2-12 13:01:04

mark

pentong 发表于 2011-2-17 17:51:11

大规模应用难!·~~

quandsu 发表于 2011-3-8 09:30:15

mark

Alexqw 发表于 2011-4-11 12:51:46

mark
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