Труды КНЦ вып.3 (ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ вып.1 3/2010(3))

Наиболее общее определение для Mesh-сети зву­ чит как: «Mesh - сетевая топология, в которой уст­ ройства объединяются многочисленными (часто из­ быточными) соединениями, вводимыми по стратеги­ ческим соображениям» [2]. Несмотря на созвучие наименования технологии с полносвязной топологи­ ей сетей (mesh-топологией), Mesh-сети не обязатель­ но являются полносвязными. Сеть можно предста­ вить в виде узлов, которые не только предоставляют возможность связи с сетью, но и выполняют функ­ ции маршрутизаторов/ретрансляторов для других узлов этой же сети. Благодаря этому появляется воз­ можность создания самоустанавливающейся и само- восстанавливающейся сети. Mesh-сети строятся как совокупность кластеров. Территория покрытия раз­ деляется на зоны, число которых теоретически не ограничено. В зависимости от конкретного решения узлы сети могут выступать в роли ретранслятора (транспортный канал) либо ретранслятора и або­ нентской точки доступа. Если рассматривать существующие реализации Mesh-сетей, то можно заключить, что отличительной особенностью технологии Mesh от других техноло­ гий динамических сетей является пространственная стационарность узлов сети. Это существенно упро­ щает решение задачи маршрутизации потоков дан­ ных, поскольку динамика структуры сети проявляет­ ся лишь в том, что узлы могут выходить из состава сети, что приводит к терминированию проходящих через них маршрутов. Статичность узлов Mesh-сети обусловливает ограниченное для отдельно взятого узла число соседей и, тем самым, позволяет форми­ ровать и хранить на узлах полную топологию сети или ее отдельные фрагменты. Это обстоятельство позволяет реализовывать в Mesh-сетях довольно изощренные алгоритмы маршрутизации, в том числе - использование для передачи данных нескольких параллельных маршрутов одновременно [3]. В неко­ торых реализациях Mesh-сетей используются специ­ альные протоколы, позволяющие каждому узлу соз­ давать таблицы абонентов сети с контролем состоя­ ния транспортного канала и поддержкой динамиче­ ской маршрутизации трафика по оптимальному маршруту. При отказе какого-либо из узлов, проис­ ходит автоматическое перенаправление трафика по другому маршруту, что гарантирует не просто дос­ тавку трафика адресату, а доставку за минимальное время. Следует отметить, что большинство реализаций Mesh-сетей предполагают разделение узлов на две категории: хост (или абонентские) узлы и узлы- ретрансляторы. Последние, как правило, совмещают функции узлов обоих типов. Такое разделение функ­ ций в определенной степени дистанцирует Mesh-сети от полностью одноранговых коммуникационных систем. Узлы, выполняющие роль ретрансляторов, образуют своеобразное ядро сети, от которого пол­ ностью зависит работоспособность коммуникацион­ ной среды в целом. В отличие от Mesh-сетей, мобильные ad-hoc сети, которые принято относить к категории MANET (mobile ad-hoc network), строятся на базе переме­ щающихся в пространстве узлов. Каждый узел такой сети должен играть роль как хоста, так и маршрути­ затора. При этом, вследствие динамичности структу­ ры сети, следующей из мобильности и негарантиро­ ванной доступности узлов, вопрос выбора маршру­ тов доставки данных в таких сетях становится перво­ степенным. Одним из наиболее активно развивающихся на­ правлений применения сетей класса MANET явля­ ются сети на базе движущихся транспортных средств. Такие сети получили название «Vehicular Ad Hoc Networks» или «VANET». VANET объединяет в единую сеть множество перемещающихся автомоби­ лей или иных транспортных средств. Каждое участ­ вующее в сети транспортное средство играет роль как хоста, так и маршрутизатора, обеспечивающего подключение к сети других узлов, находящихся в радиусе 100-300 метров. Транспортные средства мо­ гут свободно выходить из сети (в том числе - из за перемещения за пределы радиуса действия приемо­ передающих устройств), но за счет постоянного по­ явления новых узлов и их высокой плотности на тер­ ритории (как правило - это некоторая транспортная магистраль) сеть не теряет связности. Первыми при­ менениями сетей VANET были сети полицейских и пожарных автотранспортных средств, взаимодейст­ вующих друг с другом во время чрезвычайных си­ туаций [4]. Разновидностью сетей VANET являются интел­ лектуальные ad-hoc сети на базе мобильных узлов - Intelligent vehicular ad hoc networks. Такие сети ис­ пользуются для определение взаимного территори­ ального расположения транспортных средств, на основании которого появляется возможность, на­ пример, более эффективно планировать и регулиро­ вать дорожный трафик [5]. В качестве примера сети MANET общего назна­ чения можно привести проект шведской компании TerraNet AB. Технология TerraNet предназначена для формирования распределенных сетей мобильной связи на территориях, находящихся вне зон покры­ тия базовых станций традиционных мобильных се­ тей. TerraNet реализует полностью одноранговую архитектуру сети: все узлы имеют аналогичную функциональность. Появляясь в зоне действия сети TerraNet, мобильное устройство (телефон) автомати­ чески подключается к сети. Данные (речевой трафик) могут передаваться напрямую от телефона к телефо­ ну, минуя базовую станцию. Если взаимодействую­ щие устройства находятся на дистанции, превы­ шающей радиус действия их приемо-передающих устройств, то передача осуществляется по принципу «возьми и передай дальше» с числом ретрансляций не превышающим семи [ 6 ]. Поскольку все узлы сети TerraNet имеют одинаковую функциональность, дос­ таточно лишь пары узлов для того, чтобы сеть нача­ ла функционировать. 71