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无线Mesh网络在企业中研究与应用 　　[摘要] 无线网络技术的发展日新月异，而现有的传统无线区域网络在企业中进行大规模应用时常常因为线缆的限制而不能灵活地进行扩展。如今，一种新型的无线Mesh网络出现了。本文根据无线Mesh网络的节点功能对组网结构进行分析，并讨论基于企业网络的组网扩展技术。最后介绍无线Mesh 网络在企业中的应用及优势。 　　[关键词] 无线Mesh 网络 组网结构 企业 　　 　　一、概述 　　无线Mesh网络（无线网状网络）也称为“多跳（multi-hop）”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。 　　在无线通信中，传统的做法通常是在接入用户的“最后一公里”的接入网部分采用各种无线接入技术，使得网络提供方能迅速将网络覆盖至用户需求的热点地区，用户也可以摆脱接入线缆的限制而随意接入通信网络。尽管各种无线网络技术在传输速率上远远比不上同期的有线传输技术，但却为通信网络的发展提供良好的技术支持。 　　但是，随着网络覆盖区域的扩大，各类无线接入点的有线连接要求使其在某些缺乏有线基础架构的环境中遇到诸多挑战和不便。而新的无线网络技术――无线网状网（Wireless Mesh Network，WMN）因其具有宽带无线汇聚连接功能、有效的路由及故障发现特性、无需有线网络资源等独特的优势，正受到越来越多的关注。 　　二、WMN的网络结构 　　传统的无线接入技术中，主要采用点到点或者点到多点的拓扑结构。这种拓扑结构一般都存在一个中心节点，例如移动通信系统中的基站、802.11 WLAN 中的 AP 等。中心节点一方面与各个无线终端通过单跳无线链路相连，控制各无线终端对无线网络的访问；另一方面，中心节点又通过有线链路与有线骨干网相连，提供到骨干网的连接。 　　而在无线 Mesh 网络中，采用网状 Mesh拓扑结构，也可以说是一种多点到多点的网络拓扑结构。在这种Mesh 网络结构中，各网络节点通过相邻的其他网络节点以无线多跳方式相连。这种结构的最大好处在于：如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。 　　与传统的交换式网络相比，无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网络里，如果要添加新的设备，只需要简单地接上电源就可以了，它可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。 　　三、WMN在企业中的组网扩展技术 　　下面我们将主要讨论基于企业网络的扩展技术即无线局域网（WLAN）中的网络扩展技术。 　　IEEE在1997年制定了一个WLAN标准，即802.11协议，该标准主要用于解决办公室局域网中用户终端之间的无线接入，主要工作在ISO 协议的最低两层（PHY层和MAC 层）。最初 802.11 业务主要限于数据存取，速率最高只能达到 2 Mbit/s，但随后提出的 802.11b 和 802.11 a/g峰值速率可以分别达到 11 Mbit/s 和 54 Mbit/s，而研究中802.11n的速率可以达到100Mbit/s。有这样的速率保证，对于企业办公和社区网络，就可以摒弃传统的线缆连接，增加组网灵活性，同时减少敷设和维护网络的开销。 　　然而，传统的802.11 Ad hoc模式的MAC层协议的固有属性并不支持网状连接，使得网络性能很差。为此，IEEE成立802.11s子工作组，制定标准化的扩展服务集（ESS），即802.11s专门为无线Mesh网络定义MAC层协议以及基于该MAC层的网络和其他协议。 　　在传统的802.11中有两种基本结构：基础设施的网络结构和终端设备的网络结构。802.11 s工作组为支持这两种结构制定了新的规范。图1所示的树形多跳WLAN网状网是基础设施的网络结构的扩展。 　　图1 802.11s草案的树形多跳WLAN网状网拓扑 　　该网络主要由3种节点构成：Mesh节点（MP）、Mesh接入点（MAP）、传统WLAN站点。其中，MP又分为一般MP和根MP。根MP是传统AP的扩展，它的一端通过有线或无线方式接入到因特网，而另一端则以生成树的形式向下延伸。一个生成树有且仅有一个根MP，它掌握整个网络的情况，如网络拓扑图、链路负载等，其作用相当于一个中心控制设备。由于受功率限制，根MP只能与它单跳范围内的子节点通信。同理，这棵生成树的其他一般MP也只能与它单跳范围内的子节点和父节点进行通信。因此，如果网络