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Redes Mesh con tecnología Redes Mesh con tecnología inalámbrica: inalámbrica:
aspectos técnicos y socialesaspectos técnicos y sociales
Freedom for Hardware & Communications 2011Ponente: Pau Escrich
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Índice
1. Redes y Mesh
2. Wireless y Mesh
3. El enrutamiento dinámico
4. Todo tiene sus contras
5. Mesh en el mundo real
6. Pequeño taller
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1. Redes y Mesh
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Las redes informáticas
● Red: Conjunto de computadoras conectadas entre si mediante un medio físico o electromagnético
LAN (Local Area Network) Internet (Red global) UMTS (3g) Red de radares DGT etc...
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Topología de red
● Cadena de comunicación usada por las computadoras para comunicarse
Entre otras:
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La topologia de red generalizada
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Enrutamiento estático
● Enrutar: Buscar el camino de una red hacia otra
● Nodo: Cualquier equipo de una red
● Una red estática debe estar bién organizada y planificada
192.168.1.0/24
Los nodos de esta red se ven directamente, puedencomunicarse entre ellos.
Para acceder a otras redes necesitan conocer quien es su enrutador (encaminador)
192.168.2.0/24
10.0.0.0/8
Internet
Router 1
Router 2
Router 3
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La topología de red MESH
● Todo nodo es un router, topología totalmente horizontal
● Podemos hacer tantas conexiones como queramos, cuantas más mejor
● No hay que pensar en la topología
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La topología de red MESH
● El enrutamiento estático sería muy complicado en una topología de malla
● Necesitamos protocolos de enrutamiento especiales
● Protocolos de enrutamiento dinámico:
● OLSR, BATMAN, BMX, BABEL● El usuario no se preocupa por las rutas, el protocolo lo hace por él
● Trabajan normalmente en capa IP utilizando el broadcast para conocer sus vecinos
● Permiten cosas como:
● Buscar siempre el mejor camino hacia otro nodo● Compartir conexiones a internet o otras redes● Movilidad de nodos
Más adelante los veremos con mayor detalle!
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2. Wireless + Mesh (Mobile Adhoc NETwork)
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Tipos de conexión Wireless
● Infraestructura: Todos los nodos se conectan a un punto central (AP). requiere que todos los nodos tengan visión de este punto central
● AdHoc: Los nodos se conectan con los nodos que ven, pero no pueden comunicarse con los que no ven directamente
Atención: ¡ahora hablamos de la capa de enlace!
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Ad-Hoc y MESH
● AdHoc es una capa de enlace ideal para redes Mesh
● Cuando hablamos de AdHoc y Mesh, hablamos de redes MANET (Mobile Adhoc NETwork)
● AdHoc permite la comunicación directa con los nodos próximos. El enrutamiento permite la conexión con los lejanos
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MANET en población
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Infraestructura
MANET
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3. El enrutamiento dinámico
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Algunos de los protocolos
● OLSROLSR (Optimized Link State Routing)
Protocolo estandarizado (IETF) nacido en francia
● BATMANBATMAN (better approach to mobile adhoc networking)
Protocolo gestado en la comunidad wireless de alemania Freifunk
– BatmanAdvanceBatmanAdvance: Trabaja en capa 2. Ha entrado en el kernel linux– BMXBMX (Batman Experimental): Fork de BATMAN con mejoras
● BABELBABEL
Protocolo muy nuevo. Entre otras cosas soporta ipv6 y está especialmente diseñado para redes MANET con nodos móviles
Los protocolos son muchos, tomaremos como ejemplo BATMAN y BMX
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A
B
C
D
Escenario: Cuatro nodos conectados mediante la topología que muestra el grafo
¿Cómo sabe el nodo A que debe utilizar el nodo B para acceder a C y D?
1. A y B comparten una subred, por ejemplo 172.16.0.0/162. La capa de enlace (AdHoc o Ethernet) permite que se comuniquen3. Utilizan el broadcast para conocer a sus nodos vecinos: 172.16.255.255
A BSoy B
Soy A
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4. Para conocer a los nodos novecinos se utiliza un sistema de paquetes llamado OGM
A
B
C
D
Originador
OGM A
OGM A
OGM A
OGM A
OGM A
OGM (Originator Message): Paquete muy pequeño que simplemente dice: Yo existo
Estos paquetes son enviados por todos los nodos cada ½ segundo (normalmente)
Si un nodo recibe el mismo OGM por dos lados distintos, se queda con el que ha llegado antes, estableciendo así una tabla de “Mejores caminos”
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A B C D
B: directoC: mediante BD: mediante B
A: directoC: directoD: directo
A: mediante B y D B>mejorD: directoB: directo
A: mediante B y C B>mejorC: directoB: directo
Una vez todos conocidos, pueden empezar a intercambiar más informaciónPor ejemplo: “Yo dispongo de internet”
A
internet
DB
A dispone de Internet, lo utilizo como ruta por defecto
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Este sistema nos permite algo muy importante: movilidad
A
B
C
DA
A
Si A cambia de sitio, en escasos segundos toda la red se adapta a la nueva topologíaEsto nos permite por ejemplo diseñar una red wireless para automóviles
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Guifi.net en el:Mozilla Drumbeat Festival 2010 (Barcelona)
Nodo móvil
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4. Todo tiene sus contras
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Los inconvenientes de MANET
● Requiere más potencia de cálculo, hardware más caro
● Todos los nodos usan la misma frecuencia, mayor ruido
● En AdHoc los enlaces no son dedicados, sinó esporádicos. Usualmente la red es más lenta
● En routers MANET de una sola radio, el ancho de banda se divide y termina siendo inferior a la mitad del salto más lento
● Poco soporte empresarial y poco presente en el mercado del hardware
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El modelo ideal (opinión)
1. Backbone con enlaces dedicados WDS o Infraestructura
2. Última milla con redes MANET
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5. MESH en el mundo real
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En guifi.net
Guifi es principalmente infraestructura, pero hay varias nubes Mesh: Sants Gracia Poble Nou Sant Joan d'Espí Manresa...
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FunkFeuer y FreiFunk
Imagen: Conectividad de un nodo en Viena (FunkFeuer)
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Proyectos para la humanidad
● Mesh Potato
● Proyecto con destino Suráfrica● Financiado por la fundación Shuttleworth
● OLPC (One Laptop Per Child)
● Proyecto para traer ordenadores a los países
en via de desarrollo
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Quieres más?
● qmp.cat Proyecto de creación de un firmware para redes mesh basado en →OpenWRT por un grupo de usuarios de guifi.net
● Openmesh.org Web del protocolo BATMAN, multitud de información y →documentación
● Battlemesh.org Wireless Battle of Mesh, jornadas celebradas cada año para →poner a prueba los distintos protocolos
● Wikipedia.org :)→
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