Wireless Mesh Networking

Nachfolgender Text ist im wesentlichen eine Übersetzung des von Tomas Krag und Sebastian Buettrich verfassten Textes "Wireless Mesh Networking" (erschienen auf OREILLY am 22.01.2004). Er macht deutlich, warum es sich lohnt, einen genaueren Blick auf die Entwicklung des mesh networking zu werfen.

Juergen Neumann - 30.03.2004

Anforderungen an Wireless Mesh Networking

Immer mehr Projekte beschäftigen sich damit, wie man Communitys in strukturschwachen Regionen in die Lage versetzen kann, eine eigene nachhaltige und selbstverwaltete Infrastruktur für Sprach- und Datenkommnikation (lokal und über das Internet) aufzubauen und zu betreiben.

Eine der wesentlichen Anforderungen an diese Netzwerke ist, dass ihre Netzwerkinfrastruktur möglichst dezentral organisiert ist, damit sie weniger fehleranfällig ist und die Abhängigkeit von einer zentralen Verwaltung vermieden wird. Ausserdem muss die verwendete Technik billig und einfach genug sein, damit sie von den Menschen vor Ort selbst installiert, gewartet und erweitert werden kann.

Man ist also auf kostengünstige Consumer-Hardware angewiesen und konzentriert sich auf Technologien, die gerade dabei sind, sich zum Mainstream zu entwicken.  Die WirelessLAN-Technologie bietet eine vielversprechende Basis für diese Anforderungen. Und auch der Einsatz von Voice-over-IP ist in diesem Zusammenhang  leicht nachvollziehbar.

Es gibt zwar noch keine Erfahrungen im grossflächigen Einstatz von mesh-networking, doch in zahlreichen Labors wird daran entwickelt und erste Ergebnisse haben gezeigt, dass es sich hierbei um eine vielversprechende Technologie handelt, bei der es lohnt, die Entwicklung weiter voran zu treiben.

Einige Gründe, das Thema genauer zu durchleuchten

Preis: Zwar ist WLAN-Equipment allgemein recht preiswert, doch die Accesspoints zählen immer zu den teuereren Geräten. Die Tatsache , dass jeder Knoten  im mesh-network gleichzeitig  Client  und  Repeater ist, bedeutet, dass man sich zumindest einige Accesspoints sparen und damit das Gesamtbudget  reduzieren kann.

Einfachheit: Ein Gerät das den 802.11b/g-Standard verwendet und auf dem mesh Software installiert ist, kann extrem einfach in ein vorhandenes Netzwerk eingebunden werden. Da das gesamte Routing automatisch konfiguriert wird, reicht es aus, das Gerät einfach einzuschalten (vorausgesetzt es gibt eine Lösung für die Eindeutigkeit der Verwendeten IP-Adresse). Als Antenne kann alles verwendet werden, was den Kontakt zu einem oder mehreren anderen nahegelegenen Verbindungspunkten gewährleistet.

Organisatorische und finanzielle Aspekte: Die dezentrale Natur von mesh networks passt hervoragend zu einem dezentralen Eigentümer-Modell, in dem jeder Teilnehmer seine eigene Hardware besitzt und wartet.  Dies steigert die finanzielle Machbarkeit erheblich und vereinfacht die organisatorischen Anforderungen an die Gemeinschaft.

Netzwerkstabilität:  Die Spezifika der mesh Topologie und von ad-hoc routing versprechen  eine  höhere  Stabilität  vor dem Hintergrund sich verändernder Umstände und dem Ausfall oder Wegfall einzelner Knotenpunkte, wie dies sicher in einem organischen und teilweise auch experimentellen Umfeld der Fall sein wird.

Stromverbrauch: Die substanziellen Knotenpunkte eines mesh networks, mit Ausnahme derer, die einen Uplink ins Internet zur Verfügung stellen, können mit extrem geringen Stromverbrauch auskommen.  Das bedeutet, dass sie als extrem autonome Systeme betrachtet werden können, die wahlweise mit Windkraft, Sonnenenergie oder Wasserkraft betrieben werden, wo keine andere Energiequelle zur Verfügung steht.

Integration: mesh Hardware ist typischerweise klein, lautlos, und lässt sich leicht in ein wasserfestes Gehäuse verpacken. Das bedeutet, sie kann leicht ins Freie oder in Häusern integriert  werden.

Praxistauglichkeit: Die Einsatzorte von WLAN sind in der Realität weder Kreise, noch Sterne oder Linien. In komplizierten Umgebungen, egal ob in einer Stadt oder auf dem Land, wo nicht jeder Teilnehmer einen oder mehrere zentrale Punkte sehen kann, ist die Chance jedoch hoch, einige benachbarte Knotenpunkte erreichen zu können.

Viele Gründe sprechen also dafür, die Praxistauglichkeit der verschiedenen mesh-Protokolle und Implementierungen genauer zu untersuchen.

Link zum original Text von Tomas Krag und Sebastian Buettrich: http://www.oreillynet.com/pub/a/wireless/2004/01/22/wirelessmesh.html