20 de julio de 2011

Redes malladas inalámbrica

En la actualidad muchos de nosotros conocemos, e incluso en algún momento hemos trabajado, las redes inalámbricas IEEE 802.11 concidas habitualmente como WiFi.
Estas redes están experimentando un rápido desarrollo en poco tiempo, permitiendo brindar servicios cada vez más sofisticados. El estándar más avanzado que muchos ya conocemos es el IEEE 802.11n, con el cual ya hay en la actualidad access points y clientes que ofrecen una tasa de transferencia de hasta 450 Mbps, con un throughput del orden de los 300 Mbps.
Sin embargo hay muchas otras implementaciones y derivaciones de las redes inalámbricas que no son tan conocidas y que están implementándose de modo creciente. Una de ellas son las redes malladas.
Durante mucho tiempo las redes de malla inalámbrica han sido una implementación exclusivamente propietaria. Sin embargo, en los últimos años ha avanzado un grupo importante de fabricantes que están ofreciendo redes malladas inalámbricas basadas en tecnología IEEE 802.11 (es el caso de Cisco y Motorola). En todos los casos se trata de access points de radio dual (2,4 y 5 GHz.) que implementan los estándares 802.11a/g/n y un protocolo propietario de ruteo de la malla.
Ya se está trabajando en el desarrollo de un estándar para redes malladas, el IEEE 802.11s, pero por el momento todas las implementaciones disponibles son propietarias.
¿Qué es una malla inalámbrica?
Una infraestructura de red mallada es una arquitectura en la que no todos los AP tienen acceso directo a la red cableada. Los AP de malla están dotados de 2 radios (2,4 y 5 GHz.); cada AP establece vínculos inalámbricos con los AP vecinos utilizando una de las radios y a través de esos vínculos descubre el camino más conveniente para llegar a la red cableada.
En esta arquitectura los AP no actúan como repetidores unos de otros, sino que establecen vínculos entre sí utilizando un radio (p.e. 5 GHz) y luego celdas, utilizando el otro radio (p.e. 2,4 GHz.), en las que se asocian los clientes wireless.
Este tipo de redes permite cubrir superficies extensas sin necesidad de depender del acceso a la red cableada. A la vez el diseño en malla es  muy confiable porque cada nodo mantiene enlaces con varios nodos vecinos lo que permite cubrir posibles fallas, y asegurando redundancia de caminos inalámbricos. En este contexto, si un nodo sale de servicio se puede elegir una nueva ruta que permita llegar hasta la infraestructura cableada.

Las redes wireless malladas difieren de otras redes inalámbricas en que solamente un subconjunto de los nodos están conectados a la red cableada. Los APs conectados a la red cableada reciben la denominación de Rooftop Access Points (RAP). Los access points no conectados directamente a la red cableada se denominan MAP (Mesh Access Points).
Las redes malladas pueden administrar múltiples rutas inalámbricas simultáneas para conectar 2 puntos de la red. Esa administración es dinámica, permitiendo que la ruta pueda modificarse en función de diferentes parámetros tales como la carga de tráfico, la calidad de la señal de radio frecuencia, la priorización de tráfico, etc. Para administrar esas múltiples rutas Cisco implementa AWP (Cisco Adaptative Wireless Path), protocolo a través del cual cada access point de la malla (MAP) encuentra la mejor ruta hacia el controlador a través del access point conectado a la red cableada (RAP). El protocolo AWP no sólo considera los múltiples enlaces de que dispone un AP, sino que además evalúa interferencia, calidad de la señal de radio frecuencia, etc. Esto hace que la red wireless mallada no sólo sea auto configurable, sino también auto evaluada en cuanto a sus condiciones de operación.
Otros fabricantes implementan otros protocolos de ruteo se características semejantes. Por ejemplo, Motorola utiliza para este propósito su protocolo propietario MeshConnex.
Para la implementación de redes malladas se requiere de la utilización de APs para redes malladas y controladores inalámbricos que se ocupan de la administración de la malla.
Cualquier comentario o consulta que consideres importante respecto a este tema,
procuraré responderlo rápidamente.
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Muchas gracias.
Oscar Gerometta
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12 comentarios:

  1. Preguntas, respecto a la operación cuales son las distancias mínimas y máximas entre AP's para obtener un óptimo ancho de banda, además que tan sensibles son a la influencia de la comunicación por radio (Nextel PTT). Y aproximadamente que costo tendría implantar una infraestructura así.
    Saludos.

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  2. Es muy interesante como esta evolucionando esta tecnología ya que cada vez encontramos más dispositivos que tienen la posibilidad de conectarse inalámbricamente, no solo laptops, impresoras y celulares, sino que ya tenemos otros equipos (videojuegos, proyectores, tablets, etc) y cada vez es más necesario que la tecnología en este sentido sea más robusta y confiable. Lo interesante será saber si podremos actualizar nuestros equipos con alguna nueva versión de firmware o nos tocará desecharlos y comprar unos nuevos. Eso es lo malo del cambio, no siempre los equipos anteriores pueden ser actualizados y se convierten en desechables.

    Gracias por tu articulo Oscar.

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  3. Joseph
    La distancia de operación entre equipos depende de varios factores que deben tenerse en cuenta al momento del diseño: tipos de antenas, sensibilidad de recepción y throughput requerido en la malla. Por este motivo son muy variables y pueden ir desde unos 100 metros hasta unos 800, dependiendo de múltiples variables.
    Son mallas WiFi, por lo que trabajan en las mismas frecuencias que los AP convencionales (2,4 y 5 GHz.), lo que significa que no generan conflicto con dispositivos como los que mencionás.
    Respecto de costos, se trata de equipos de nivel enterprise para exteriores, en cajas tipo NEMA4, por lo que tienen un costo considerable.

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  4. JanetS.
    No es necesaria ninguna actualización de firmware en los dispositivos cliente.
    Para los clientes es una red 802.11 estándar convencional, por lo que cualquier cliente WiFi puede asociarse a redes de este tipo.

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  5. Muchas gracias por tu respuesta Oscar.

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  6. Bueno respecto a esta tecnologia. y equipos.. Como puedo configurar la malla.. Sera que puedoponer que los equipos o Aps se comuniquen en 5 GHZ y para los usuarios finales o clientes a 2.4...es una duda que aun tengo...

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  7. La configuración típica (no es obligatoriamente así), en las mallas actuales, es utilizar las radios de 5 GHz para conformar la malla y la radio de GHz. para dar acceso a los clientes inalámbricos.

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  8. como puedo saber cuando un cliente en la red mallada cambia de AP ?

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  9. El controlador reporta qué clientes (MAC) está vinculado a qué AP en cuál SSID. Por otra parte, en los clientes puede correrse software de escaneo de SSID que nos permite identificar a qué SSID y a qué AP (MAC) estamos conectados.

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  10. Oscar, saludos, una pregunta, oye a manera de ejemplo y utilizando el gráfico de conexión al principio de de tu artículo, podrías citar por favor que marcas y modelos se pudieran utilizar como Controlador, RAP, MAP, etc..

    de antemano gracias

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  11. Estimado.
    Hay varios fabricantes que están ofreciendo soluciones malladas. Comento las 2 que conozco:
    En el caso de Cisco, hay 2 AP para soluciones malladas en este momento: Aironet 1550 y Aironet 1520. En ambos casos es necesario utilizar controladores ya que la red mallada en Cisco es basada en controlador, y para eso puede utilizarse cualquiera de los controladores ofrecidos por Cisco, sea standalone o módulo.
    En el caso de Motorola, las mallas no son obligatoriamente basadas en controlador. Hay varias líneas de APs: 4300, 6300, 7300 y 7181, cada una con prestaciones diferentes. De estas 4 líneas solamente los 7181 pueden establecer mallas basadas en controlador, que en el caso de Motorola recibe la denominación de RFS o switch WLAN.
    En ambos casos, todos los APs pueden actuar como RAP o MAP que es una definición de diseño y configuración.
    Espero que resulte claro.

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  12. Oscar, te agradezco tu respuesta, eres muy amable en contestar las preguntas y despejar nuestras dudas.

    Felicidades por tu blog.

    Un Abrazo

    Javier Rodríguez

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