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WLAN-Mesh - die Technik

02. 01. 2009
Tobias Gieseke
Tom's Networking Guide

Report WLAN-Mesh ? die Technik

Robuste Funkmaschen

Im Zusammenhang mit WLAN fällt immer öfter das Wort "Mesh". Worum genau es bei Maschen-Netzen geht, wie sie funktionieren und welche bereits verfügbar sind, erklärt der Tom's Networking Guide Deutschland.
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Was sind vermaschte Netzwerke?

"Vermaschtes Netz." Dieser Begriff kam bisher allenfalls im Informatikunterricht oder einer Vorlesung vor. Dort wurde dieser Netzwerktopologie keine große Bedeutung zugesprochen, weil eine solche Netzstruktur eher theoretisch als praktisch anwendbar ist. Doch was für verkabelte Netze quasi undenkbar ist, nämlich eine unstrukturierte Topologie ohne Hierarchie, scheint sich als neue Wunderwaffe gegen die Schwächen von Funknetzen herauszukristallisieren. Das englische Wort "Mesh" (deutsch: Masche) steht seit Kurzem als Synonym für ein Funknetz, welches die genannte Topologie aus dem Unterricht besitzt, im Raum. Spricht aber ein Experte von Mesh meint er damit wesentlich mehr als lediglich ein paar WLAN-Access-Points die irgendwie miteinander verbunden sind.

Um an den längst vergessenen Informatikunterricht anzuknüpfen werden wir hier einmal die Idee von den sogenannten Mesh-Netzwerken nach dem OSI-Schichten-Modell aufrollen.

Als erstes drängt sich natürlich die Frage auf, wie überhaupt WLAN-Access-Points oder allgemein Funk-Netzwerk-Knoten (rein physikalisch) miteinander kommunizieren können. Wegen des hohen Bekanntheitsgrades gehen wir von einem Wireless-LAN aus. Es sei aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es Ansätze und Lösungen für Mesh-Netzwerke mit anderen Funktechniken wie Bluetooth, ZigBee oder gar WiMax ebenfalls gibt.

Die Physik

Zum Verbinden von mehreren WLAN-Geräten (WLAN-Router, PCs, Handys) gibt es in der Praxis zwei Möglichkeiten. Ein Wireless-Distribution-System, kurz: WDS, oder den lang vergessenen Ad-Hoc-Modus ? der für WLAN sogar standardisiert ist.

  • Das WDS ist eine eher proprietäre Lösung, die von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich ausgeführt wird. Außerdem muss man jedem Gerät sagen, welche anderen Knoten er erreichen kann und soll.
  • Der Ad-Hoc-Modus hingegen sucht sich seine Nachbarn selbst. Stellt man beispielsweise fünf Laptops im WLAN-Ad-Hoc-Modus in nächster Nähe zueinander auf, baut sich sofort eine Verbindung zwischen allen Geräten auf. Dabei ist der Funkradius natürlich begrenzt.

In einem vollvermaschten Netz kann jeder Knoten jeden anderen erreichen. Ein Routing ist hier nicht erforderlich. (©Smartmedia PresSservice)

Im Optimalfall sieht in einem Netz jedes Gerät alle anderen. Zieht man die Laptops dann weiter auseinander wird das anfangs voll vermaschte Netz (jeder kann jeden direkt erreichen) zu einem teilvermaschten Netz ? dann nämlich, wenn einzelne Geräte andere nicht mehr erreichen können, wobei die ausgebildeten Maschen stark von den Funkbedingungen abhängen.

Bei einer Teilvermaschung muss Routing angewendet werden, damit alle Knoten untereinander kommunizieren können. (©Smartmedia PresSservice)

Nun können manche Knoten nicht direkt miteinander kommunizieren. Die zwar nicht neue, aber in Funknetzwerken fundamentale Idee ist nun, dass jeder Knoten den Netzwerk-Traffic weiterleiten kann. Im Neudeutschen wird dies als Routing bezeichnet. Setzen wir nun also auf unser teilvermaschtes Netzwerk ein Routing-Protokoll auf, kann wieder jeder Knoten jeden anderen erreichen, wenn auch teils nur indirekt über einen oder mehrere anderen Knoten. Wie in kabelgebundenen Netzwerken spricht man in diesem Fall ebenfalls von einem Hop, wenn ein Datenpaket von einem Knoten zum nächsten "springt".

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