Wireless mesh network, Обсуждение создания WMN Опции

[wolker]

Здравствуйте, уважаемые разработчики.
Наша фирма небольшая, хотим развития.
Встал вопрос создания WMN на базе wi-fi бюджетных модулей.
WMN предполагается быть порядка 150-200 узлов с траффиком примерно 10 Mb.
Основные требования к WMN - автоматическое выстраивание сети и определения маршрутов.
Хотелось бы обсудить данную тематику по таким направлениям:
- существуют ли готовые решения в этой области именно поверх wi-fi?
- существуют ли wi-fi модули, в сетевой стек которых можно ввести свой код?
- какие трудности могут возникнуть при разработке своей такой системы в части возможностей самих модулей wi-fi?
- как выработать основные требования к модулям wi-fi, на основе которых возможно создать WMN?
- существуют ли wi-fi модули, в память которых можно добавить свое приложение?

Прошу не судить строго, новичек я в данной тематике. Спросить более не у кого.

С уважением!


Просьба к модераторам.
Перенесите пожалуйста тему в раздел http://electronix.ru/forum/index.php?showforum=47
Ошибся подфорумом

Сообщение отредактировал wolker - Sep 24 2015, 19:18

[ataradov]

Основная проблема построения таких сетей - это маршрутизация. Единственная причина по которой обычный Wi-Fi достигает больших скоростей - это постоянный и предсказуемый поток данных. В меш сетях такое не возможно, поэтому скорость приема/передачи одного кадра на физическом уровне мало на что влияет, все упрется в программную обработку каждого кадра и просмотр таблиц маршрутизации.

Так что достичь 10 Mb на 200 устройствах скорее всего не реально, даже если получится найти такие модули.

[wolker]

Спасибо за ответ.
А какие-то модули посоветуете, если отстраниться от траффика?

[ataradov]

А какие-то модули посоветуете, если отстраниться от траффика?

Понятия не имею. Я модулей/чипов, которые гарантированно дадут доступ к такому низкому уровню и с нормальной документацией не знаю.

ESP8266 самый близкий в этом плане, но и они дают просто закрытую библиотеку для низкого уровня. Но у него самый большой потенциал найти документацию, но придется искать на странных китайских сайтах скорее всего.

[wolker]

Спасибо еще раз.
Пока какие находил модули, все они по последовательному интерфейсу управляются АТ командами.
Не совсем понимаю, как получить в таких случаях доступ к фреймам?

И еще хотел спросить, на каком уровне OSI можно получить доступ при использовании wi-fi модулей?

[ataradov]

Пока какие находил модули, все они по последовательному интерфейсу управляются АТ командами.

Для ESP8266 есть полноценный SDK, а прошивку с AT командами все сносят сразу.

Но даже этот SDK не дает полного доступа. Придется программировать под Xtensa и много чего додумывать/узнавать экспериментально/ узнавать из док на китайском.

На ESP8266 сейчас смотрит дофига народа, так что есть небольшой шанс, что что-то из этого и получится.

И еще хотел спросить, на каком уровне OSI можно получить доступ при использовании wi-fi модулей?

С AT командами - на прикладном. Если внутрь залезть, то на физическом. При условии, что документацию найти получится.

[AlexandrY]

Здравствуйте, уважаемые разработчики.
Наша фирма небольшая, хотим развития.
Встал вопрос создания WMN на базе wi-fi бюджетных модулей.

Вот эти модули могли бы вам помочь - http://www.8devices.com/carambola-2
Ребята имеют очень давний опыт по разработки под Wi-Fi, они точно скажут можно так сделать или нет.

Их же контора разрабатывает вот эти решения - https://www.ligowave.com/products/infinity-2n
Один дивайс может создать 8 виртуальных точек доступа. Что-то в этом есть.

[Aner]

ataradov тут прав, большая проблема это маршрутизация, которая требует не тривиальных подходов как и самих технических решений. Докторская для WMN из 150-200 узлов с 10 Mb далеко впереди еще. Для таких решений в узловом проце нужно много быстрого много-портового озу и спец проц архитектура которого заточена под роутинг ну и много RF каналов. Пока есть робкие попытки приближаться к таким решениям что вы запросили, но компании эти там в силиконовой долине.

[wolker]

Траффик пусть будет не основным требованием.
Хотелось бы остановиться на каких-то конкретных модулях, может быть готовых стеках.
Если абстрагироваться, кроме маршрутизации какие еще могут быть глобальные проблемы?

[WLESS.RU]

Траффик пусть будет не основным требованием.
Хотелось бы остановиться на каких-то конкретных модулях, может быть готовых стеках.
Если абстрагироваться, кроме маршрутизации какие еще могут быть глобальные проблемы?

wolker, а конечная задача какая?
Тот же ZigBee совсем никак?

[wolker]

Нет, zigbee никак

[ataradov]

Если абстрагироваться, кроме маршрутизации какие еще могут быть глобальные проблемы?

Отсутствие документации на внутренности модулей. Если документация есть, то никаких других проблем не будет.

[wolker]

Скажите пожалуйста, а существуют чипы с реализацией 802.11s ?

[ataradov]

Скажите пожалуйста, а существуют чипы с реализацией 802.11s ?

802.11s - это программная надстройка над любым из существующих стандартов. Существует-ли где-то соответствующие прошивки, я не знаю, но предполагаю, что нет.

[wolker]

Алексей,
спасибо большое за ответ.
Все же, с вашей точки зрения, с каких модулей можно начать работать с заделками по моим задачам?
Какие чипы/модули порекомендуете?
Рассматриваю как варианты модуля wi-fi со своей памятью и микроконтроллером на борту,
так и отдельный чип wi-fi с прикручиванием контроллера и памяти.

Хотел еще спросить. Модули могут одновременно работать в режиме точки доступа и оконечной точки?

[ataradov]

Алексей,

Александр.

Все же, с вашей точки зрения, с каких модулей можно начать работать с заделками по моим задачам?

Как я уже сказал, никакие модули напрямую от производителя доступа к прямо к чипу не дадут. Тут можно только полагаться на энтузиастов, у которых есть время на реверс-инжениринг. И в этом плане ESP8266 - это самое близкое.

Рассматриваю как варианты модуля wi-fi со своей памятью и микроконтроллером на борту,

ESP8266 имеет и память и МК.

Хотел еще спросить. Модули могут одновременно работать в режиме точки доступа и оконечной точки?

Совсем одновременно - никакие, стандарт так не позволяет. Переключаться на лету - почти все. Но точка доступа во многих из них урезана и пригодна только для изначальной конфигурации.

[wolker]

Александр,
прошу извинить меня.
Спасибо.
А как вариант, на одной плате заиспользовать два модуля, один всегда как оконечное устройство, другое - точка доступа.
Логически считать такую платку как одним узлом в меш сети.

[ataradov]

Логически считать такую платку как одним узлом в меш сети.

Если это меш, то никаких точек доступа и оконечных устройств не будет. В меш сетях все равны.

Точки доступа и оконечные устройства - это логические понятия уровнем выше, чем сетевой.

[wolker]

Александр, доведу мысль выше до конца.
Я хотел, чтобы модуль( 2*ESP8266 + внешний контроллер ) обеспечивали в абстракции, так сказать, абстрактный узел.
Может звучит как бред, но логическим уровнем выше(который и будет обеспечивать логику WMN), позволял бы такому абстрактному узлу быть и точкой доступа, и оконечным устройством.
Где-то прочитал, что у мотороллы есть решение WMN, которое использует два модуля wi-fi одновременно.
Я посмотрел доки на ESP8266, там вроде как бы и нет доступа к сетевому уровню...

Сообщение отредактировал wolker - Sep 26 2015, 20:57

[ataradov]

позволял бы такому абстрактному узлу быть и точкой доступа, и оконечным устройством.

Я без понятия как это будет работать. Но это не будет меш сетью. В меш сетях каждый узел должен общаться со всеми узлами в близи. Это нельзя сделать на стандартных точках доступа и конечных устройствах.

Где-то прочитал, что у мотороллы есть решение WMN, которое использует два модуля wi-fi одновременно.

Это маркетологи вольно используют понятие меш. То же самое сейчас происходит с Bluetooth - все кому не лень изобретают костыли и называют это "меш".

Я посмотрел доки на ESP8266, там вроде как бы и нет доступа к сетевому уровню...

Еще раз. Официально производитель этого не поддерживает. Нужно не доки читать, а форумы энтузиастов. esp8266.com для начала. Ну и потом тратить время на эксперименты.

Если хочется чего-то собрать на готовых модулях, то нужно уточнять что-же все-таки нужно, так как настоящий меш не выйдет.

[wolker]

Нужно именно общение всех узлов вблизи между собой.

[ataradov]

Нужно именно общение всех узлов вблизи между собой.

AP и так выполняет роль маршрутизатора для своих подсоединенных устройств. Так что общение всех в близи уже обеспечено.

Зачем тут меш?

[wolker]

Проблема так как раз и в том, что AP может быть вне зоны действия...
К тому же, я подразумевал, что отдельно как бы нет AP, все узлы равносильны.

[ataradov]

Проблема так как раз и в том, что AP может быть вне зоны действия... К тому же, я подразумевал, что отдельно как бы нет AP, все узлы равносильны.

В этом случае нужно разрабатывать свое и простого пути тут нет. Стандартные модули со стандартным ПО не пойдут.

[wolker]

т.е. в моем понимании узел должен выполнять роль и AP и ED в зависимости от условий кто есть вблизи.
Если нет никого, то узел становиться AP, новые устройства будут к нему подключаться. Если AP пропадает, эту роль берет на себя кто-то другой, кто ранее был ED

В этом случае нужно разрабатывать свое и простого пути тут нет. Стандартные модули со стандартным ПО не пойдут.

Развивать однозначно на L3 или выше?

Сообщение отредактировал wolker - Sep 26 2015, 21:51

[ataradov]

Если AP пропадает, эту роль берет на себя кто-то другой, кто ранее был ED

И тут начинается проблема, так как связи между ними в этот момент нет, то они не могут договориться кто будет новой AP и все станут новой AP

Развивать однозначно на L3 или выше?

Начинать с физического уровня. Так как в стандартном Wi-Fi AP посылает периодические синхро-кадры. Это все придется выключать, так как в случае нескольких ведущих устройств (а все они по сути будут ведущими) не ясно кто главнее.

EDIT: Ну то-есть только физический уровень и остается. Все остальное - переделывать.

Сообщение отредактировал ataradov - Sep 26 2015, 21:59

[wolker]

И тут начинается проблема, так как связи между ними в этот момент нет, то они не могут договориться кто будет новой AP и все станут новой AP

Да, тут неоднозначность. В тоже время, каждый AP видит другие AP.
т.е. если AP видит другой AP, он может стать ED.
Но и тут, проблема, если все AP одновременно решать стать ED
В таких случаях придется делать костыли, пока не совем понятно какие.
А к L3 прикручивать свой header для своей логики.
Дело в том, что я бы хотел иметь IP/TCP на будущее в такой сети,
в тоже время, через gw я могу свой L3 преобразовать к стандартному L3.
Это как бы все мысли...
Александр, вы не подскажите, когда в стандартном wi-fi 802.11 b/g/n/ есть AP и есть две ED, то в такой сети от одной ED к другой ED пакеты ходят через AP или напрямую между EDs?

Сообщение отредактировал wolker - Sep 26 2015, 22:20

[ataradov]

Александр, вы не подскажите, когда в стандартном wi-fi 802.11 b/g/n/ есть AP И есть две ED, то в такой сети от одной ED к другой ED пакеты ходят через AP или напрямую между EDs?

Всегда через AP. ED сами по себе ничего не могут делать.

[wolker]

Спасибо.
Тогда уже сложнее.
Я почему-то считал, что если узлы в сети, то они напрямую пакеты получают.

Сообщение отредактировал wolker - Sep 26 2015, 22:31

[gerber]

Некое подобие mesh-сети можно изобразить на базе Wi-Fi, если использовать Ad-Hoc режим вместо режима с точкой доступа (AP), в этом случае все узлы сети равноправны и видят друг друга, если есть физический линк. Правда, зачастую реализации стеков накладывают ограничения на максимальное число одновременно подключенных устройств, но это решаемо...
Останется реализовать динамическую маршрутизацию уже на уровне IP на тот случай, когда между узлами нет прямого физического линка, и транслировать пакеты должен один из узлов. Нетривиальная, вообще говоря, задача.

[wolker]

gerber,
спасибо!
Сегодня находил информацию примерно о чем вы говорите.
Только упоминалось AdHoc + WDS
Что это такое - пока еще не разобрался.

[smalcom]

позволял бы такому абстрактному узлу быть и точкой доступа, и оконечным устройством.

в терминах ZB - это есть маршрутизатор.

существует вот такой протокол
https://en.wikipedia.org/wiki/B.A.T.M.A.N.

[wolker]

Как я понял, этот протокол используется только с чипами, которые поддерживают ad hoc

[gazpar]

wolker,

http://cds.linear.com/docs/en/product-sele...B_smartmesh.pdf

может быть то,что Вы искали.

[wolker]

gazpar,
спасибо, рассмотрю!

А кто-нибудь может сказать, реализация в "железе" ad hoc и wi-fi direct существует в wi-fi модулях?
Или это исключительно программный стек?

[ataradov]

Или это исключительно программный стек?

Это все чисто программное. Естественно модули это скрывают в какой то степени, но внутри у них все-равно МК, возможно с некоторым ускорением со стороны железа.