UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO Departamento de Engenharia Eletrônica e Computação

EEL879 – Redes de Computadores II - 2006/2

Autor:

Redes em Malha

Tipo 78XX

Felipe Ortigão Sampaio Buarque Schiller

Índice 1. Introdução 2. Arquitetura de Rede

2.1. Características 2.2. Cenários de Aplicação 2.3. Fatores Críticos de Performance

3. Camadas 3.1. Camada Física 3.2. Camada de Acesso ao Meio 3.3. Camada de Roteamento 3.4. Camada de Transporte 3.5. Camada de Aplicação

4. Segurança 5. Implementações

5.1. Src-RR 5.2. LQSR 5.3. OLSR 5.4. Nortel WMN 5.5. MSR

6. Standard: 802.11s 7. Conclusão 8. Bibliografia

1. Introdução

Redes em malha (Wireless Mesh Networking – WMN) são redes que tem por objetivo interligar os dispositivos sem fio já existentes. Para isso, essa rede deve ser formada por dois tipos de nós, os denominados roteadores mesh e os clientes mesh. Os primeiros forneceriam toda a infra-estrutura básica de conexão, ou seja, um backbone, se comunicando através de redes adhoc de maneira a estender o alcance, ou seja, cada nó se comunica diretamente com o outro e caso não tenha alcance direto, usa um protocolo de roteamento para a comunicação. Por possuir um backbone com diversos nós, a rede em malha possui características de ser quase estática e auto reconfigurável. Os segundos são os clientes que podem ou não atuar como roteadores.

Os clientes, tais como PDA, laptops, microcomputadores, celulares, etc., se conectam aos roteadores mesh, por isso os roteadores mesh devem possuir múltiplas interfaces de rádio com diferentes tecnologias, ou deve-se usar estações de base para intermediar essa comunicação. Assim, se trata de uma rede com baixo custo de implementação, pois grande parte do hardware necessário já existe, precisando apenas de alterações e adaptações nas diferentes camadas para se tornar real. Ela possibilitaria à um baixo custo a criação de redes urbanas, interligação de equipamentos de uma indústria, acesso rápido de consumidores, etc.

2. Arquitetura de Rede

A estrutura da rede pode ser classificada em três tipos: De roteadores mesh, de clientes mesh e híbridas.

Como já foi dito, os roteadores mesh em geral possuem mais de uma interface de rádio podendo ser inclusive dispositivos dedicados a esse fim. Para garantir o alcance da rede é usado um protocolo de roteamento de maneira que eles possam se conectar através de múltiplos saltos. Por causa dessa propriedade não é necessário gastar muita potência para a transmissão do sinal, assim facilmente se associar à rede equipamentos de baixo consumo. Na figura 1 são exemplificados alguns possíveis hardwares para eles.

Figura 1: Exemplos de roteadores mesh

Devido ao roteamento, os enlaces dessa infra-estrutura têm a capacidade de se

auto reconfigurar e através de gateways prover a acesso de toda a rede à internet e

também a integração com redes já existentes. Clientes acessam a essa rede diretamente caso possuam a tecnologia de rádio necessária ou através de estações de base em suas redes (clientes mesh).

Já os clientes mesh, exemplificados na figura 2, possuem apenas uma única interface para a conexão entre si, tendo, portanto softwares e hardwares mais simples, como os presentes em celulares, PDAs, telefones IP, etc. Eles se comunicam utilizando simples conexões adhoc e algumas vezes ainda é utilizado algum protocolo se roteamento mais simples.

Figura 2: Exemplos de clientes mesh

Existem ainda as redes híbridas que não é nada mais do que a união das duas

redes anteriores, no qual os clientes mesh se comunicam com o backbone ou outras redes de clientes. Dessa maneira redes Wimax, de celulares, de sensores ou Wi-fi podem acessar a internet bem como umas as outras através do backbone. A figura 3 mostra o funcionamento de uma rede híbrida, observe que é possível visualizar tanto o backbone quanto a rede dos clientes.

Figura 3: Rede em malha completa – Extraída de [2]

2.1. Características As características básicas que diferenciam as redes em malha das demais são:

− Comunicação sem fio por múltiplos saltos: A comunicação por múltiplos saltos permite um maior alcance inclusive utilizando enlaces de curta distancia. Isso também permite um melhor reaproveitamento da utilização de freqüência.

− Rede auto-configurável e auto-curável. Devido a sua natureza flexível (Adhoc) ela se é mais fácil de configurar e capaz de resistir a falhas. A rede também pode crescer conforme a necessidade.

− Mobilidade depende do tipo de nó: Os roteadores mesh possuem pouca mobilidade, enquanto os clientes podem ou não ser estacionários.

− Acesso a redes de múltiplos tipos: Por possuir várias redes integradas, é possível que nós de redes diferentes de comuniquem.

− Consumo de energia: Alguns clientes podem possuir restrição de bateria o que teria que ser levado em conta no roteamento.

− Interoperabilidade com redes existentes: Redes em malha montadas sobre o protocolo 802.11 devem poder se comunicar com redes desse tipo já existentes. Essa regra também é válida para outros tipos de redes, como Wimax ou ZigBee.

2.2. Cenários de Aplicação As redes em malha para serem viáveis economicamente devem possuir cenários de utilização que justifiquem o seu desenvolvimento. Esses cenários são descritos abaixo.

− Rede doméstica: As redes em malha substituiriam as tradicionais redes 802.11, onde os roteadores mesh entrariam no lugar dos tradicionais pontos de acesso. As vantagens são várias, já que não há a necessidade de cabos para ligar os pontos de acesso e é mais fácil de cobrir zonas mortas, pois basta trocar os roteadores de lugar ou auto-configurar a potência deles. Além disso, como os nós estarão se comunicando diretamente via rede sem fio, não a sobrecarga de HUBs no caso da comunicação entre pontos de acesso.

− Acesso comunitário: O acesso comunitário ou entre vizinhos utilizando redes em malha é a melhor solução, pois permite sistemas de arquivo distribuídos, compartilhamento de arquivos e streaming de vídeo. Com as soluções existentes todo tráfego teria que passar pela internet através de linhas ADSL, por exemplo. Ou ainda, a utilização de redes sem fio tradicionais teria que ser configurada manualmente em cada nó além de depender de suas contribuições individuais para o roteamento e diversas vezes de caminhos únicos.

− Redes empresariais: A rede em malha pode ser usada aqui em três cenários, em um escritório pequeno, em um médio ou entre vários ao longo de um prédio ou ainda entre prédios. Nas redes sem fio tradicionais, o que ocorre são ilhas isoladas nos prédios e a comunicação entre eles se dá pela infra-estrutura cabeada ou ainda pela internet. Com as redes em malha, cabos seriam eliminados e a comunicação

entre nós de edifícios diferentes seria bem mais simples através dos roteadores mesh.

− Redes metropolitanas: As redes em malha se adequam muito bem a esse meio, pois possuem taxa de transmissão alta, bem superior a redes de celular e a transmissão entre nós não requer um backbone cabeado. Em zonas sem desenvolvimento o custo de implantação é inferior a redes cabeadas ou óticas, por exemplo, sendo ao mesmo tempo capazes de cobrir uma vasta área. A figura 4 ilustra como as redes em malha poderiam ser aplicadas a essa rede.

Figura 4: Rede Metropolitana - Adaptado de [2]

− Sistema de transporte: Com essa tecnologia pode-se estender o acesso não só as

estações e paradas, mas também dentro de trens, ônibus e barcos. Não só provendo internet aos passageiros como sistema de comunicação e segurança interna a companhia. Para o acesso dessa rede a internet seria necessário um link para acesso rápido para veículos em alta velocidade como o IEEE 802.20.

− Sistemas de segurança. Como vídeos demandam muita banda, as redes em malha se tornam uma vantagem além de facilitar a instalação do sistema e de novas câmeras ou sensores conforme a necessidade em virtualmente qualquer local, em que redes cabeadas além de mais caras poderiam apresentar restrições.

2.3. Fatores Críticos de Performance Antes da que a rede possa ser construída, os fatores críticos desse processo devem ser enumerados. São eles:

− Técnicas de rádio: Apesar dos avanços nas últimas décadas com semicondutores, tecnologia RF e teoria de comunicação, as técnicas de rádio ainda estão na sua infância. Dentre elas se destacam antenas direcionais, múltiplos rádios e sistemas MIMO, sendo esse último utilizado com sucesso no IEEE 802.11n. Assim, os sistemas de rádio são a base para a flexibilidade e capacidade da comunicação sem fio.

− Escalabilidade: Esse é um grande problema em redes que operam com múltiplos saltos, já que a performance cai conforme a rede cresce. Por exemplo, protocolos de roteamento podem não encontrar o melhor caminho, conexões podem ser perdidas e protocolos MAC podem enfrentar problemas de vazão. Portanto esses são problemas que ainda tem que ser superados nas redes em malha.

− Conectividade da malha: Para garantir que a auto-organização e controle de topologia das redes em malha funcionem, são necessários algoritmos de controle eficientes.

− Interoperabilidade: Como já foi dito, redes em malha devem ser capazes de se comunicar com redes já existentes para serem mais atrativas. Assim, roteadores mesh devem ser compatíveis com outras tecnologias.

− Segurança: Um atrativo muito forte de consumidores é a segurança. Atualmente nenhuma solução se adapta perfeitamente já que não existe uma autoridade certificadora centralizada. Soluções de segurança de redes adhoc além de não se adaptarem perfeitamente, pois a topologia não é a mesma, ainda não estão suficientemente maduras. Assim novas soluções como distribuição de chaves, segurança de protocolos MAC e de roteamento e sistemas de monitoramento de intrusão devem que ser desenvolvidos.

3. Camadas

Conforme já foi dito, o protocolo tem que ser todo repensado, ou seja, todas as camadas possuem características únicas a serem descritas.

3.1. Camada Física

Os rádios de soluções de redes em malha atualmente são capazes de transmitir a diferentes taxas pela combinação de diferentes modulação e codificações. Assim, técnicas como OFDM ou ultrawideband (UWB) são usadas para conseguir altas taxas de transmissão, entretanto novas otimizações são necessárias para a obtenção de um maior alcance. Para aumentar a capacidade e resolver problemas como atrasos e interferência em redes sem fio, sistemas de múltiplas antenas, antenas inteligentes e sistemas MIMOs, como já dito, foram propostos.

Entretanto, no caso das redes em malha, os problemas se agravam devido aos múltiplos nós. Assim, para uma melhor utilização do espectro, sistemas de mudança rápida de freqüência e rádios cognitivos estão sendo desenvolvidos para dinamicamente

ocupar todo o espectro. Isso só é possível através de softwares de radio, que embora ainda não seja uma tecnologia madura, é a grande aposta para as rede em malha.

3.2. Camada de Acesso ao Meio

O que diferencia essa camada das dos demais protocolos é o fato das redes em malha serem concebidas para comunicações com múltiplos saltos, de serem distribuídos, colaborativos, auto-organizáveis e ainda haver uma mínima mobilidade.

A camada de acesso ao meio pode ser desenhada para operar em um único canal ou múltiplos canais. No primeiro caso, existem três possíveis caminhos, modificar um protocolo existente, usar uma configuração multicamada ou propor uma solução inovadora.

No primeiro caminho poder-se-ia ajustar os parâmetros do CSMA/CA como procedimentos de backoff e tamanho da janela. O problema dessa solução é que ela apresenta uma baixa vazão fim a fim.

No caso de uma configuração multicamada, poder-se-ia usar uma abordagem de controle de acesso ao meio por antenas direcionais ou por controle de energia. O primeiro elimina a exposição dos demais nós a interferência, entretanto pode criar nós ocultos, além de apresentar alto custo e complexidade. No segundo caso, transmitindo-se a baixa potência fica-se sujeito à interferências externas e dificuldade de detectá-las.

No caso de uma nova solução, o ideal seria misturar o CSMA/CA com o TDMA, entretanto o custo de se desenvolver um protocolo de acesso ao meio utilizando essas tecnologias é muito alto além de que a compatibilidade dessa solução com os protocolos existentes seria outro desafio a parte.

No caso da operação com múltiplos canais, o seu emprego poderia aumentar a capacidade da rede. Existem três abordagens, a primeira prevê a utilização de um único transmissor, que diminui o custo com equipamentos de rádio, onde diferentes nós da rede operariam em diferentes freqüências. Para coordenar isso, um protocolo de acesso ao meio por múltiplos canais teria de ser empregado.

A segunda abordagem envolve múltiplos transceivers, ou seja, múltiplos rádios em paralelo operando em diferentes canais. Entretanto eles operariam sobre apenas uma camada física com apenas uma camada de controle de acesso ao meio.

Na terceira abordagem seriam empregados múltiplos rádios, cada uma com sua camada de acesso ao meio e física, estando eles com comunicação independente. Como controle, seria empregada uma camada de controle de acesso ao meio virtual como os protocolos de unificação múltiplos rádios (MUP - Multi-radio Unification Protocol).

3.3. Camada de Roteamento

Apesar da existência de muitos protocolos de roteamento para redes adhoc, protocolos para redes em malha ainda é um tema aberto. Esse protocolo teria que apresentar as seguintes características:

− Métricas eficientes: Muitos protocolos usam o mínimo número de saltos para o calculo da rota, o que nem sempre pode ser o melhor caminho.

− Escalabilidade: Como já foi dito, em uma rede de grandes proporções pode demorar até que rotas sejam obtidas.

− Robustez: A rede deve lidar com perda de enlaces e congestionamentos.

Existem vários protocolos tais como roteamento por métrica de melhor performance, uso de múltiplos rádios, uso de múltiplos caminhos, roteamento hierárquico e roteamento geográfico que resolvem algum desses problemas, mas nenhum possui todos essas vantagens. Algumas dessas soluções serão descritas mais a frente, onde será descrito o seu funcionamento. Por isso ainda há muito para se aperfeiçoar na camada de roteamento.

3.4. Camada de Transporte

Nenhum protocolo de transporte foi proposto especificadamente para as redes em malha. O objetivo é a adaptação de protocolos existentes pois o desenvolvimento de novos protocolos impediria a compatibilidade das redes em malha com outras soluções já existentes.

O problema com o TCP tradicional é que ele não é capaz de diferenciar perdas por congestionamento e não congestionamento. Quando ocorre um erro o TCP baixa a taxa de transmissão e é lento para recuperá-la, para resolver esse problema um mecanismo de feedback teria que ser implementado. Outro problema são as redes assimétricas que raramente ocorrem nas redes cabeadas, entretanto comuns no meio sem fio. Como o TCP depende dos acknowledge (ACK), sua performance pode ser degradada por um enlace assimétrico, para contornar esse problema poderiam ser usados filtros ou controle de congestionamento de ACK, entretanto não se sabe sua aplicabilidade para as redes em malhas.

3.5. Camada de Aplicação

A maior parte dos aplicativos já existe e seriam requeridas poucas ou nenhuma modificação desses. Para o acesso a internet, os aplicativos seriam os mesmos e para o compartilhamento de arquivos, não mais será preciso necessariamente o uso da internet.

Os únicos algoritmos a serem escritos referem-se a comunicação entre dispositivos que podem não existir, como por exemplo um celular falando com um telefone Wi-fi ou um usuário em um microcomputador monitorando uma rede de sensores por um rede em malha.

4. Segurança

Assim como nas redes adhoc, as redes em malha sofrem no quesito segurança, por causa da arquitetura da rede ser distribuída e das mudanças constantes de topologia. Assim, diversos ataques podem derrubar a rede.

Alguns desses ataques partiriam de um nó malicioso que poderia anunciar rotas falsas como, por exemplo, túnel de minhoca, ou sobrecarregar a rede com mensagens para confundir o protocolo e fazer a conexão cair.

Quanto a criptografia, a melhor maneira de fazê-lo é utilizando compartilhamento de chave, entretanto a maneira clássica de fazê-lo utilizando uma entidade centralizada, como um servidor RADIUS causa limitação na maneira como a rede pode ser expandida, já que ele sempre terá que estar acessível. Uma solução no lugar desse servidor seria usar chaves distribuídas, onde os certificados são armazenados e distribuídos pelos demais usuários.

5. Implementações

Nesse tópico serão descritas algumas implementações existentes que são atualmente adotadas sob o conceito de redes em malha. Primeiro, o Src-RR desenvolvido pelo MIT e usado no projeto Roofnet, segundo o LQSR desenvolvido pela Microsoft e terceiro o OLSR originalmente proposto como protocolo de roteamento adhoc, mas também adotado para malha com algumas modificações.

Também são apresentadas as soluções desenvolvidas pela Nortel e pela Motorola, é importante enfatizar que essas soluções são proprietárias e, portanto os fabricantes não disponibilizam detalhes sobre os produtos.

Existem ainda outras soluções, dentre as quais se destacam a da Cisco e a da Tropos, a primeira nada revela sobre o protocolo de roteamento adotado e a segunda criou um protocolo chamado Predictive Wireless Routing Protocol (PWRP) que segundo estudos apresenta atualmente o melhor desempenho, entretanto nenhum detalhe desse protocolo foi revelado.

5.1. Src-RR

O protocolo de roteamento Src-RR é usado no projeto Roofnet do MIT em Cambridge, onde alunos e membros da comunidade residentes nas proximidade do campus podem se juntar a rede. O projeto consiste em uma rede experimental que já chega a setenta nós, onde cada um deles está ao alcance de outros e todos podem se comunicar através de roteamento multi-saltos, o mapa da rede e um exemplo de antena podem ser vistos na figura 5. Alguns nós agem ainda como gateways para a internet cabeada.

O protocolo de roteamento é baseado no protocolo Dynamic Source Routing (DSR), cuja principal diferença é a métrica usada para o cálculo da rota: Expected Transmission Count (ETX). O Src-RR bem como o DSR é um protocolo reativo, ou seja, constrói uma rota somente quando há necessidade de usá-la da seguinte maneira. Quando um nó A precisa de uma rota para D ele inunda a rede com um pedido de rota, e assim por diante, até que um nó que conheça a rota responde pelo mesmo caminho. Recebendo várias respostas o nó A usa o algoritmo de Dijkstra para calcular a melhor rota.

O ETX através de broadcast continuamente fica medindo a perda de pacotes em cada enlace e com isso demarca para cada um a taxa de perda de pacotes, ou seja, o

número de vezes que um pacote deve ser retransmitido antes de receber uma confirmação (ACK). Assim, a melhor métrica para cada enlace é um e a métrica de uma rota é a soma da métrica de cada enlace, sendo a melhor rota aquela de menor somatório.

Figura 5: MIT Roofnet: Exemplo de antena e mapa da rede

5.2. LQSR

Esse protocolo foi adotado para o projeto de redes em malha da Microsoft, que foi implementado em um módulo chamado Mesh Connectivity Layer (MCL). Derivado do DSR, esse protocolo já se encontra em um estado mais avançado denominado MR-LQSR, cujo programa para testes pode ser baixado no site da Microsoft.

O processo de descoberta de rotas do MR-LQSR é o mesmo do protocolo já descrito (Src-RR). O protocolo utiliza uma métrica de roteamento denominada WCETT, que da mesma forma que o ETX, atribui pesos a cada enlace. Nesse caso, esse peso é igual ao tempo médio que um pacote de tamanho fixo S leva para ser transmitido com sucesso sob o enlace. Para isso é definido o Number Expected Transmissions (ETT), que é o número médio de transmissões ajustadas à largura da banda.

Para o cálculo do ETT multiplica-se o valor do ETX, cujo processo de cálculo já foi mostrado, à largura de banda do link para se obter o tempo gasto com a transmissão do pacote. O valor da largura de banda é obtido enviando dois pacotes para o vizinho, o primeiro pequeno e o segundo grande, e obtendo-se a diferença de tempo de recepção desses pacotes. O valor da métrica para cada enlace é obtido pelo algoritmo de Dijkstra, da mesma maneira que no Src-RR.

Uma outra característica desse protocolo é que ele leva em conta múltiplas interfaces caso exista mais de uma interface em cada nó operando em diferentes freqüências.

5.3. OLSR

O OLSR é um protocolo pró-ativo, ou seja, ele troca informações sobre a rede regularmente com os demais nós de maneira a atualizar suas tabelas de roteamento, diferente dos dois protocolos anteriores que eram reativos.

O que o diferencia de outros protocolos pró-ativos é que ele utiliza os chamados multipoint relays (MPR). Normalmente quando um nó recebe pacotes de controle sobre atualizações da rede, ele retransmite essas informações para os seus vizinhos, esse mecanismo é denominado inundação. Dessa maneira cada nó recebe o mesmo pacote dos seus vizinhos diversas vezes gerando um grande overhead na rede, esse problema ainda é agravado pelo fato do OLSR ser um protocolo pró-ativo, ou seja, está sempre trocando informações. O objetivo dos MPR é minimizar esse problema através da seleção de nós que irão fazer a inundação.

Figura 6a: Inundação Normal Figura 6b: Inundação com MPR

Cada nó possui os seus MPRs, ou seja, nós designados para retransmitir os pacotes provenientes de si. A escolha desses é baseada na premissa de que ele consiga alcançar todos os nós de segunda ordem através do menor número de MPRs possível. Ou seja, através dos MPRs o nó de origem deve alcançar qualquer nó a dois enlaces de distância.

Nas figuras acima se pode observar o funcionamento desse tipo de rede e sua alcançabilidade. No exemplo da figura 6a, é feita a inundação normal sem o uso de MPR, já na figura 6b somente os nós designados (identificados em negrito) irão retransmitir os pacotes de inundação.

Assim, como cada nó possui seus MPRs designados, a comunicação entre quaisquer nós da rede é feita pelos MPRs dos nós intermediários.

5.4. Nortel WMN

Inicialmente desenvolvida no projeto Acumen que visava criar uma rede de baixo custo que fosse auto-configurável, operando em freqüências não licenciadas e com mobilidade, o resultado já é uma solução comercial em fase de testes em diversas cidades no mundo.

A solução foi pensada em todos os aspectos, não só a parte de rádio, ou seja, a camada física, como também aspectos de segurança e gerenciamento. Ela utiliza três elementos principais em sua estrutura, todos com hardware e softwares proprietários: Pontos de acesso tanto somente indoor como outdoor que podem ser instalados em qualquer lugar e que se constitui dos roteadores mesh da rede. Também inclui Gateway sem fio que provê mobilidade e segurança de tráfego entre os pontos de acesso e deve ser instalada indoor. E por fim o gerenciador da rede que é o software responsável pelo gerenciamento da rede.

O grande teste dessa tecnologia foi em Taipei em Taiwan, onde cerca de 10.000 roteadores de backbone foram instalados ao longo dos 272 km2 da cidade cobrindo 90% dela, tornando-se o maior cenário de redes em malha do mundo.

Quanto a implementação de segurança, esse produto segue o novo stardard IEEE 802.11i cuja autenticação é feita pelo protocolo IEEE 802.1x/EAP com um servidor RADIUS. Cada pacote é encriptado separadamente sendo as chaves trocadas a cada pacote e para evitar ataques são usados 8 bytes para verificar a integridade da mensagem. Uma vez conectado cada ponto de acesso estabelece um túnel IPsec com o gateway e todo o tráfego é encriptado utilizando o algoritmo 3DES.

Figura 7: Estrutura de rede da Nortel – Extraído de [18]

A Nortel adotou para roteamento o protocolo Open Shortest Path First (OSPF).

Sua transmissão é baseada no Link State Routing Protocol e a sua métrica é calculada usando o algoritmo Shortest Path First - SPF.

O esquema básico de rede da Nortel pode ser visto na figura 7, onde os pontos de acesso 7220 formam o backbone da rede em malha e os gateways são responsáveis pela interconexão da rede com os servidores, inclusive de autenticação, e a internet.

5.5. MSR

O Mesh Scalable Routing foi desenvolvido pela Motorola e é uma solução proprietária. Ela começou a pesquisar nessa área para atender a indústria militar, pois em um campo de batalha onde não há nenhuma infra-estrutura essa seria a rede mais simples de se montar.

Similar a Nortel, a Motorola possui uma variedade bem maior de produtos, dentre eles se destacam as soluções do HotZone Duo que inclui pontos de acesso para instalar ao ar livre em virtualmente qualquer lugar e cartões pcmcia e pci para que clientes consigam acessar essa rede. A solução inclui ainda solução veicular que permite dentre outras vantagens, localizar o veiculo sem o uso de GPS e simples upgrades de softwares do veículo. Existem ainda soluções de vigilância onde câmeras com comunicação sem fio podem ser instaladas em qualquer lugar.

A Motorola criou um protocolo de roteamento híbrido e derivado do DSR, o MSR. A diferença desse protocolo para o DSR é que ele não usa somente a melhor rota calculada, mas faz um balanceamento de carga entre as várias rotas possíveis. Isso é feito com ajuda do protocolo Adaptive Transmission Protocol (ATP) que pela taxa de transmissão e condições de rádio calcula a taxa de transmissão ideal. Por ser uma solução proprietária, mais detalhes sobre o roteamento não estão disponíveis.

Quanto à segurança, o mesmo acontece, pois a Motorola usa uma solução chamada MEAP que é proprietária e não tem seus detalhes revelados.

Uma característica enfatizada pela Motorola refere-se que todos os seus produtos facilmente poderiam sofrer um upgrade para o futuro standard 802.11s que será visto mais a frente.

A figura 8 demonstra o funcionamento dessa tecnologia, onde se pode ver bem a estrutura da rede em malha.

Figura 8: Solução da Motorola – Extraído de [16]

6. Standard: 802.11s

Em meados de Março de 2005 a foi proposto um novo stardard denominado 802.11s para as redes em malha. Esse standard ainda está em ampla discussão, entretanto a idéia é definir camadas físicas e de acesso ao meio para redes em malha de maneira a aumentar o alcance sem pontos de falha através da técnica de múltiplos saltos.

Existiam duas propostas que se destacavam pelo peso de seus integrantes: A Wi-Mesh Alliance que liderada pela Nortel inclui Philips, Thomson e Swisscom Innovations; e a SEEMesh (Simple, Efficient and Extensible Mesh) que inclui Intel, Nokia, Motorola, Cisco, e Texas Instruments, mas que recentemente se juntaram para discutir o stardard.

7. Conclusão

A capacidade auto-organização reduz a complexidade da manutenção e instalação de redes e permitem uma solução viável para se acessar a internet de qualquer lugar. As redes em malha também permitem a integração de maneira simples de diversas redes sem fio.

Conforme pôde ser visto, já existem algumas soluções para redes em malha, mas todas ainda estão no seu inicio e muita coisa ainda deve ser pesquisada. Várias empresas incluíram linhas de pesquisa para abraçar a tecnologia, entretanto, conforme pôde ser visto muitos problemas ainda não estão resolvidos, tais como escalabilidade, auto-organização, segurança e integração de redes.

Os problemas mais urgentes se situam nos aspectos da escalabilidade e da segurança. No caso das soluções referentes ao primeiro, elas ainda apresentam problemas quando a rede contém muitos nós ou saltos, uma solução para aliviar esse problema é a adoção de múltiplas interfaces, que, entretanto não é uma solução muito desejável. Quanto à segurança, existem poucas soluções que são específicas a alguns ataques e muito ainda tem que ser pesquisado nessa área de maneira que as redes em malha sejam comercialmente viáveis.

Ainda assim, as redes em malha se apresentam como uma das tecnologias mais promissoras no campo das redes sem fio.

8. Bibliografia

[1] Ian F. Akyildiz, Xudong Wang, “A Survey on Wireless Mesh Networks”, IEEE Radio Communications, Setembro 2005, Páginas 23 a 30

[2] Ian F. Akyildiz, Xudong Wang, Weilin Wang, “Wireless mesh networks: a

survey”, Computer Networks, Volume 47, Issue 4, Março 2005, Páginas 445 a 487

[3] Benjamin A. Chambers, “The Grid Roofnet: a Rooftop Ad Hoc Wireless

Network”, MIT Master’s Thesis, Junho 2002

[4] Daniel Aguayo, John Bicket, Sanjit Biswas, Glenn Judd, Robert Morris, “Link-level Measurements from an 802.11b Mesh Network”, SIGCOMM 2004, Agosto 2004

[5] Optimized Link State Routing Protocol (OLSR) - rfc3626

[6] R. Draves, J. Padhye, and B. Zill; “Routing in Multi-radio, Multi-hop Wireless

Mesh Networks”, ACM MobiCom, Philadelphia, PA, Setembro 2004.

[7] R. Draves, J. Padhye, and B. Zill, “Comparison of Routing Metrics for Static Multi-Hop Wireless Networks”, ACM SIGCOMM, Portland, OR, Agosto 2004.

[8] Tomas Krag, Sebastian Büettrich, “Wireless Mesh Networking”, Disponível em

http://www.oreillynet.com/pub/a/wireless/2004/01/22/wirelessmesh.html, Último acesso: 03/09/2006

[9] Bruno, R.; Conti, M.; Gregori, E. (National Research Council - CNR), “Mesh

networks: commodity multihop ad hoc networks”, IEEE Communications Magazine, Volume 43, Issue 3, Março 2005 Páginas: 123 a 131

[10] John Bicket, Daniel Aguayo, Sanjit Biswas, Robert Morris, “Architecture and

Evaluation of an Unplanned 802.11b Mesh Network”, Mobicom 2005, Agosto 2005.

[11] Robert W. Smith, “Nortel to set up wireless mesh network in Israel”, Disponível

em http://www.heise.de/english/newsticker/news/71713, Último acesso: 03/09/2006

[12] Stéphane Roch, “Nortel’s Wireless Mesh Network solution: Pushing the

boundaries of traditional WLAN technology”, Nortel Technical Journal, Páginas: 18 a 23

[13] “Mesh networking proposal selected for IEEE 802(r) wireless lans”, Disponível

em http://standards.ieee.org/announcements/pr_80211sproposal.html, Último acesso: 07/10/2006

[14] Yihua Zhai, Yang, O.W.W., Wenlan Wang; Yantai Shu, “Implementing multipath

source routing in a wireless ad hoc network testbed”, PACRIM. 2005 IEEE Pacific Rim, Agosto 2005. Páginas: 292 a 295

[15] Eric Griffith, “Nortel Pushes Mesh Standard Proposal”, Disponível em

http://www.wi-fiplanet.com/news/article.php/3521401, Último acesso: 07/10/2006

[16] Motorola, “Revolutionizing Wireless Networking”, Disponível em http://www.motorola.com/mesh/pages/technology/intro_technology.htm, Último acesso: 07/10/2006

[17] Motorola, “HotZone Duo, Dual-Radio Meshed Wi-Fi System”, Disponível em

http://www.motorola.com/mesh/pdf/data_sheet_hotzone_duo.pdf, Último acesso: 07/10/2006

[18] Bilel Jamoussi, “Connecting Rural and Developing Communities through

Wireless Mesh Networks”, ITU-BDT Regional Seminar on Fixed Mobile Convergence and New Network Architectures for the Arab Region, Tunisia, Novembro 2005

[19] Rongdi Chen, “Performance Comparison of Two Wireless Mesh Networks”,

Network Research Center of Tsinghua University, Outubro 2005