Vzájemně propojené sítě usnadňují změny topologie

Nad bezdrátovým komunikačním standardem 802.11 (Wi-Fi) se rodí sítě typu mesh, označované rovněž jako vzájemně pr...


Nad bezdrátovým komunikačním standardem 802.11 (Wi-Fi) se rodí sítě typu mesh,
označované rovněž jako vzájemně propojené sítě. K jejich výhodám patří možnost
instalace a úpravy během okamžiku. Nicméně ve srovnání s tradičními
bezdrátovými sítěmi mají tyto propojené sítě omezenou průchodnost a zatím
postrádají možnost kombinovat zařízení různých výrobců.

Nákladnou a složitou stránkou dnešních bezdrátových sítí může být právě ta
složka, o níž bychom předpokládali, že jimi bude vyřazena totiž kabeláž. Nově
se objevující propojené sítě založené na standardu 802.11 se pokoušejí tento
problém řešit, a to použitím širšího rádiového spektra a menšího množství
ethernetové kabeláže, než používají tradiční bezdrátové lokální sítě. Éra
bezdrátových propojených sítí (mesh networks) teprve začíná, ale už jsou k mání
některé značkové komunikační produkty, které podporují příslušné technologie. A
objevují se první nasazení. Propojené sítě jsou přitom nejdříve nasazovány u
organizací, kde je pokládání kabelů obtížné, a u těch, které musejí své
bezdrátové uzly často přemísťovat.

Jak to funguje
Infrastruktura bezdrátových propojených sítí je vlastně sítí směrovačů bez
kabeláže mezi uzly s neodmyslitelným dynamickým přesměrováváním z důvodu
odolnosti proti chybám, kterou takové sítě musejí poskytovat. Je postavena z
rovnocenných rádiových zařízení, jež nemusejí mít kabelový konektor jako
tradiční bezdrátové přístupové body. Namísto toho se jen jednoduše zapojí do
napěťové zásuvky. Takové zařízení se automaticky zkonfiguruje a začne vzduchem
komunikovat s ostatními uzly, aby určilo nejefektivnější přenosovou cestu (a to
i pokud je třeba více skoků).
Způsob, jakým jsou uvedené funkce realizovány, se dnes liší výrobce od výrobce.
Společnosti, které stavějí propojené sítě, proto budou muset nejspíše po
několik let využívat jediného dodavatele, a to až do zavedení konečných
standardů.
"Mesh je pochopitelně důležitou podnikovou architekturou přinášející pokrok,
protože dramaticky zjednodušuje instalaci," říká Craig Mathias, ředitel
konzultační firmy Farpoint Group. "Prostě vybalíte uzel z krabice, zapojíte ho
do zdi a to je vše."
"Napájení propojovacího uzlu může i tak být stále problematické, avšak
elektrické zásuvky se obvykle vyskytují hojněji než ethernetové zdířky,"
poznamenává Mathias.
Dráty jdou nezbytné pouze u zařízení na úplném konci bezdrátové propojené sítě
buď kvůli připojení k síťovému přepínači, nebo pro samostatná kabelem připojená
zařízení, jako jsou tiskárny nebo webové kamery.
Cílem návrhu propojených sítí je minimalizovat počet takových napevno
zapojených zařízení, a umožnit tak správcům sítě snadno přesouvat zařízení v
síti podle potřebné kapacity a pokrytí. Když do bezdrátové propojené sítě
přidáte nějaké zařízení nebo jej v síti přemístíte, síť automaticky odhalí
změny v topologii a přizpůsobí směrovací cesty tak, aby se optimalizovala
průchodnost sítě.

V praxi
A jak se bezdrátovým sítím typu mesh daří v praxi? Například Severotexaská
urologická klinika nahradila tradiční bezdrátovou síť systémem mesh Access/One
firmy Strix Systems. "Mívali jsme občas problémy s interferencemi a s
pohyblivými dírami v pokrytí," vysvětluje tento krok Kyle Hash, manažer pro IT
v pobočce kliniky v Dallasu. To vyžadovalo, aby často přesouval přípojné body a
seřizoval síť, což bylo pracné a časově náročné, protože kabeláž vedla od
každého přístupového bodu k ethernetovému směrovači.
"Teď jen přesouvám přípojné body za chodu. To znamená, že síť je v provozu
déle. A také nám to ulehčuje život v době, kdy se naše síť dále zvětšuje," říká
Nash, jehož cílem je, aby pět pracovišť pro více než 200 uživatelů bylo nakonec
z cca 90 % bezdrátových.
Pružnost zajišťovaná propojenými sítěmi se obzvlášť hodí u velmi rozlehlých
areálů a u budov, kde je obtížné kabeláž instalovat. Představitelé společnosti
Cisco Systems tvrdí, že jim k rozhodnutí o zahájení aktivit na vývoji standardu
pro propojené sítě založené na IEEE 802.11 pomohlo zjištění, že někteří jejich
zákazníci provozují přístupové uzly Cisco Aironet v režimu opakovače, kde jeden
přístupový bod jen přepravuje pakety k jinému.
"To se stávalo například ve velkých skladištích, kde se buď zákazník nemohl
dostat všude nebo kde narážel na 100metrové omezení délky ethernetové
kabeláže," vysvětluje Jon Leary, vedoucí produktové řady obchodní jednotky
bezdrátového síťování firmy Cisco.
Podobný je i případ nemocnic využívajících služeb firmy Shared P.E.T. Imaging.
Tato společnost nabízí mobilní služby lékařské diagnostiky pozitronovou emisní
tomografií (PET) pracovištím, která nemohou takovou službu nepřetržitě
poskytovat ve svých prostorách. Mobilní snímací laboratoře jsou vybaveny
propojovacím směrovačem firmy Firetide HotPoint 802.11b v ceně 800 dolarů, jenž
je napojen na snímací zařízení PET. "Směrovač zabudovaný ve voze přenáší obrazy
k jinému směrovači uvnitř nemocnice, odkud jsou předávány ke čtečce," říká Marc
Simms, ředitel informačních technologií firmy Shared P.E.T. Dříve společnost
musela natahovat ethernetovou kabeláž třídy 5 až ven před zdravotnické
zařízení, což se neobešlo bez vrtání díry do pláště budovy.
Simms popisuje kabeláž jako nespolehlivou a citlivou na počasí. V jednom
případě vyžadovalo připojení na vzdálenost přes 100metrový limit ethernetové
kabeláže instalaci ještě dražších optických vláken.
Simms tvrdí, že před přechodem na bezdrátovou propojenou síť trvala instalace u
nového zákazníka čtyři až osm týdnů a stála 2 000 až 4 000 dolarů nebo 10 000
dolarů v případě použití optických vláken. "Nyní stačí na přípravu
komunikačního systému asi jedna hodina," dodává.

Dodavatelé
Kalifornské společnosti Strix a Firetide jsou zřejmě dvěma nejaktivnějšími
výrobci zařízení pro propojené sítě. Firetide se přísně soustředí na bezdrátové
páteřní aplikace společnost nedávno přidala do své škály výrobků uzly pro
komunikaci protokolem 802.11a rychlostí 54 Mb/s. Naopak Strix staví uzly, které
slouží dvěma způsoby jako bezdrátové páteřní směrovače nebo jako tradiční
přístupové body bezdrátové sítě.
Strix nyní podporuje normy 802.11a/b/g a jeho modulární škálovatelné řešení
přijde na částku od 800 do 900 dolarů. Pro datové přenosy mezi jednotlivými
svými zařízeními využívá rychlejší sdílené protokoly 802.11a nebo 802.11g s 54
Mb/s, pro uživatelský přístup pak nasazuje 802.11b. Navíc Strix podle vlastního
vyjádření umí používat speciální režim propojování kanálů v 802.11g, který je
podporován některými čipy pro bezdrátovou komunikaci, a dosahuje tak až
optimální sdílené šířky přenosového pásma 108 Mb/s.
Produkty pro vnitřní i venkovní propojené Wi-Fi sítě určené pro firmy nebo
veřejné síťové operátory vyrábí i firma Tropos Networks. Dosud byly její
produkty instalovány především do takových aplikací, jako jsou městské sítě hot
spotů. Na venkovní aplikace a na páteře ve školních areálech se soustředí
rovněž firmy Nortel Networks, BelAir Networks a RoamAD.

Vhodné aplikace
Firemní aplikace propojených sítí je třeba vybírat poměrně pečlivě je totiž
třeba brát v úvahu relativně malou rychlost Wi-Fi sítí ve srovnání s
gigabitovými rychlostmi kabelových ethernetových páteřních spojů. Skutečná
propustnost Wi-Fi je navíc kvůli režii bezdrátové komunikace a rušení asi
poloviční až dvoutřetinová oproti proklamované optimální šířce pásma.
Přidání dalších uzlů propojené sítě obecně zvyšuje její kapacitu. Šířka Wi-Fi
pásma je však sdílená, a i když firmy Strix a Firetide uvádějí zpoždění na
jednom přeskoku mezi uzly méně než 5 ms, může se tato hodnota s velikostí sítě
zvyšovat. To může být na závadu, zejména když přijdou na řadu hlasové aplikace
a do celkového zpoždění zvuku se započte více přeskoků.

Úvahy o propustnosti
"Nelze tu použít pojetí sítě stavějící na nepřetržitě udržované šířce pásma v
páteřních spojích bezdrátové propojené sítě," říká Sunil Dhar, ředitel vedení
produktů u Firetide. "Propustnost celé přenosové trasy je určena počtem
přeskoků paketů mezi bezdrátovými uzly potřebným k přechodu přes celou
propojenou síť, hustotou rozmístění propojovacích prvků a množstvím
interferencí," vysvětluje.
"Propojené sítě jsou vhodné pro použití tam, kde se s kabelem nemůžete dostat
na jakékoli místo například u prozatímních řešení, kdy nemá cenu platit tisíce
dolarů za natažení kabelů," říká Yuval Goren, konzultant pro bezdrátovou
komunikaci firmy Goren International.

Síť do muzea
Muzeum počítačové historie v Mountain View v Kalifornii se potýkalo přesně s
takovým prostředím, které je popsáno výše. Když předchozí nájemník opouštěl
před několika lety budovu, vykopal z celé plochy (více než 11 000 m2) většinu
ethernetové kabeláže. Muzeum tedy podle Mika Waltona, ředitele IT, používá pro
dočasné výstavy, venkovní akce i v malých špatně přístupných vnitřních
prostorách propojenou síť. Provozují soustavu přístupových bodů Hewlett-Packard
připojených na 11Mb/s páteři Firetide. A obsluhují jimi místa, jako je hala pro
registraci při různých akcích.
"Do haly jsme nedokázali nikudy přivést ani kousek ethernetového kabelu. Ale
teď, když tam potřebuji počítače pro registraci, jediné, co musím udělat, je
zapojit uzel Firetide do elektrické zásuvky," říká Walton.
Podobně je na tom Dům vědy, interaktivní muzeum v Dallasu. To pořádá výstavy
vyžadující přístup jak k místní síti, tak k internetu a často je přemísťuje.
Muzeum disponuje dvěma budovami o celkové ploše přes 3 500 m2 se 6 m hlubokými
sklepy a téměř dvoumetrovými vápencovými stěnami. "Naše činnost je svázána
velice přísnými předpisy, co se v této budově smí dělat," vysvětluje Michael
Wright, ředitel IT muzea.
Síť Strix podle jeho slov běží v obou budovách bez nutnosti natahovat po
patrech nějaké dráty. Dům vědy však nadále používá pro stálé administrativní
účely i kabelovou páteř typu Fast Ethernet s propustností 10 Mb/s vedoucí až k
jednotlivým počítačům.

Vyšší rychlosti
Jose Villarreal, ředitel technického marketingu firmy Strix, tvrdí, že nebude
trvat dlouho, než bezdrátové sítě budou na stejných rychlostech jako jejich
současné drátové protějšky. "Někteří opravdu chytří inženýři říkávali, že po
kroucené dvoulince nikdy nebudeme schopni poskytnout širokopásmové připojení. A
kolik je dnes denně uděláno instalací DSL?" upozorňuje.


Základy technologie mesh
Termín propojená síť popisuje síťovou topologii, kdy jsou jednotlivá zařízení
propojena přes mnoho redundantních spojení mezi jednotlivými síťovými uzly. V
plně propojené síti kabelové nebo bezdrátové má každý síťový uzel spojení s
kterýmkoli jiným uzlem, ať už přímo nebo přes mezilehlé uzly. Přitom existuje
vysoký počet napřímo propojených uzlů. Při pohledu speciálně na bezdrátové
propojené sítě lze říci, že jsou skutečně přepínané a daleko bezdrátovější než
ty, které využívají takzvané bezdrátové síťové přepínače. Pakety jsou v
propojené síti předávány od uzlu k uzlu bezdrátově. Na druhou stranu výrobky
označované jako přepínače WLAN vlastně nepodporují žádné rádiové rozhraní.
Poznamenejme však, že propojovaná architektura nevylučuje použití přepínače
WLAN nebo jinou centrálně spravovanou architekturu na drátové straně sítě.

Normy jsou na cestě
Loni v září se sešla operační skupina S komise IEEE 802.11, aby zahájila vývoj
standardů pro infrastrukturu bezdrátových propojovaných místních sítí. Cílem je
umožnit vzájemnou spolupráci produktů různých výrobců. Norma bude patrně muset
definovat nejméně dva postupy:
1. Jak si pakety vyberou svou cestu propojenou sítí. Dnes je toto řešení
jakousi tajnou přísadou, která umožňuje prvotním výrobcům poskytovat jejich
produkty. Výběr nejlepší cesty je analogický tradičním drátovým směrovacím
protokolům třetí vrstvy OSI, jako je OSPF (Open Shortest Path First). Avšak u
bezdrátových soustav musí být algoritmus pevně propojen s rádiovou metrikou
první vrstvy OSI, aby při výběru cesty zohlednil záležitosti fyzické přenosové
vrstvy, jako je síla signálu a vzájemné rušení.
2. Autentizace a bezpečnostní rozšíření pro propojenou síť. "Část této normy
ještě musí být navržena," říká Steven Conner, architekt bezdrátových sítí v
Laboratoři komunikačních technologií firmy Intel a technický redaktor operační
skupiny S v IEEE 802.11. Spekuluje, že standard by mohl například zahrnovat i
definici způsobu, jak uzel vybere přenosový kanál a jaký vysílací výkon se má
použít.
Conner předpovídá, že se příslušné návrhy objeví během první poloviny tohoto
roku a že norma bude hotova někdy v roce 2007.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.