802.11s: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 16. Dezember 2020, 17:44 Uhr

[Bearbeiten] Überblick

Neben dem Infrastruktur-Modus ist für die Verbindung von WLAN-Geräten auch der ad-hoc-Modus (IBSS) seit langer Zeit verwendbar.

Zusätzlich dazu begann 2003 ein Standardisierungsverfahren für den mesh-Modus, der als Standard IEEE 802.11s bezeichnet wird. Der 802.11s-Standard soll vor allem die Multi-Hop-Vernetzung erleichtern.

Die Präsentation "Wireless Mesh Networks" von Akyildiz und Wang bietet einen sehr guten Einstieg (die ersten 20 Seiten) mit detaillierter Vertiefung.

[Bearbeiten] Technische Rahmenbedingungen

Alle teilnehmenden Wifi-Interfaces ...:

• sind im mesh-Modus konfiguriert
• verwenden dieselbe SSID (mesh_id)
• verwenden denselben Kanal

Die Kombination mit Accesspoint/Station-Konfigurationen auf demselben Interface ist möglich (siehe valid interface combinations in iw list).

[Bearbeiten] Kanäle und DFS

Mesh-Netzwerke verwenden den Single-Channel-Mode (alle Teilnehmer verwenden denselben Kanal) oder den Multi-Channel-Mode. Letzterer führt dazu, dass Gruppen von Teilnehmern sich zu einem Unified Channel Graph (UCG) verbinden. In einem Single-Channel-Mesh gibt es also nur ein einziges UCG.

Ein Paper zum 802.11s-Standard enthält folgenden Abschnitt zur Kanalwahl:

After initialization, a node uses the Simple Channel Unification Protocol where the MP performs active or passive scanning of the neighbors. If no neighboring MPs are found, the MP can establish itself as the initiator of a mesh network by selecting a channel precedence value based upon the boot time of the mesh point plus a random number. If two disjoint mesh networks are discovered (i.e., they are on different channels), the channel is chosen according to the highest precedence value. If the mesh is in the 5 GHz band, the mesh is required to conform to the regulatory requirements of the dynamic frequency selection (DFS) and radar avoidance to conform with FCC UNII-R regulation.

Zu Beginn der Spezifizierung von 802.11s wurde an einem Common Channel Framework (CCF) für ie Aushandlung des verwendeten Kanals gearbeitet. Dieser Entwurf wurde später fallengelassen. Multi-Channel-Operation ist laut dem obigen Paper von Akyildiz und Wang ein open research issue.

[Bearbeiten] Kombination mit OLSR / Mesh Forwarding

Da wir bereits ein Routing-Protokoll verwenden, ist es wahrscheinlich sinnvoll (bzw. notwendig), das 802.11s-integrierte Routing (HWMP) abzuschalten. Andernfalls würden die Broadcast-Pakete von OLSR an alle 802.11s-Peers weitergeleitet werden, obwohl keine direkte Verbindung zwischen allen Beteiligten besteht. Dies würde jede 802.11s-Wolke aus Sicht von OLSR als Single-Hop-Einheit erscheinen lassen. Die Abschaltung des HWMP-Routing lässt sich mit der Option mesh forwarding erreichen:

option mesh_fwding '0'

Diese Option ist via Luci konfigurierbar.

[Bearbeiten] Einsatz im Opennet

Strukturell wäre es schön, wenn wir im Opennet an einigen Stellen für die Verbindung zwischen Knoten nicht die Strukturierung von Accesspoint->Station, sondern alternativ eine peer-orientierte Struktur verwenden könnten. Es wäre insbesondere in Situationen nützlich, in denen ein AP (als Station konfiguriert) ohne weitere Interfaces zusätzliche APs anbinden möchte. Bisher ist dies nur mittels eines abhängigen zweitens VAP möglich. Diese sind jedoch aktuell (2016) nicht mit outdoor-Kanälen einsetzbar und erzeugen außerdem eine Abhängigkeitsverkettung zu der dazugehörigen Accesspoint-Verbindung.

Aufgrund der großflächigen Ausdehnung unserer WLAN-Netze ist sicherlich kein Single-Channel-Betrieb anzustreben - insbesondere auch aufgrund der regulatorischen DFS-Anforderung.

[Bearbeiten] OpenWrt-Konfiguration

Für den Mesh-Modus ist das vollwertige wpad-Paket anstelle von wpad-mini erforderlich:

opkg update; opkg remove wpad-mini; opkg install wpad

Siehe auch das Howto im openwrt-Wiki.

[Bearbeiten] Chaos Calmer

Mit dem openwrt-Release Chaos Calmer ist derzeit die Nutzung des Mesh-Modus mittels luci-Web-Interface noch nicht konfigurierbar, da anstelle der mesh_id die essid in der UCI-Konfiguration gesetzt wird.

Folgende Schritte konfigurieren das erste Wifi-Interface im Mesh-Modus:

uci set "wireless.@wifi-iface[0].mode=mesh"
uci set "wireless.@wifi-iface[0].mesh_id=test.mesh.on-i.de"
uci commit wireless
wifi

[Bearbeiten] Einschränkungen

• Nur auf 2.4 GHz verwendbar oder indoor, da bei 5 GHz outdoor kein fester Kanal erlaubt ist (ETSI 301893).
• Chaos Calmer: Kanaleinstellung auto verwendet in jedem Fall Kanal 36
• Chaos Calmer: bei manueller Kanalwahl sind nur die nicht-DFS-Kanäle konfigurierbar: 36, 40, 44, 48

[Bearbeiten] Status

Da derzeit nur indoor-Kanäle konfigurierbar sind, kommt der Einsatz des mesh-Modus im Opennet (überwiegend outdoor-Verbindungen) nicht in Frage.

Eventuell gibt es fortgeschrittenere Implementierungen, als wpad?

https://github.com/o11s/open80211s/issues/31