一种新的WLAN无线Mesh网络测试床的设计与实现.pdf

### 一种新的WLAN无线Mesh网络测试床的设计与实现 #### 摘要与背景 随着无线局域网（WLAN）技术的迅速发展及其在日常生活中的广泛应用，一系列技术挑战也随之浮现，包括但不限于网络覆盖范围有限、存在信号盲区、以及整体可靠性较低等问题。为了解决这些问题，无线Mesh网络作为一种新兴的技术手段应运而生。它不仅能够提供更加灵活的网络结构，还具备更好的可靠性和更强的鲁棒性。因此，对于无线Mesh网络的研究变得尤为重要。 当前，针对无线Mesh网络的研究主要有两种方法：一种是通过仿真软件（如NS-2或OPNET）来建立协议模型和业务传输模型，进而进行协议设计和性能分析；另一种则是搭建物理测试床来进行实验验证。相比于仿真方法，物理测试床更能贴近实际网络环境，其研究结果可以直接应用于实践中。然而，现有的测试床设计往往存在一些局限性，例如对网络接入点（MAP）节点的性能要求过高，不利于网络的扩展等。 #### 现有的Mesh测试床分析 在传统的Mesh网络中，MAP节点扮演着至关重要的角色，它既是客户端网络的终点也是Mesh骨干网的起点。因此，MAP节点通常会配备两块无线网卡和一块有线网卡，其中无线网卡用于连接客户端设备和Mesh网络，而有线网卡则主要用于实现管理功能。这种设计虽然能够满足基本的需求，但在实际应用中却面临着诸多挑战，比如： - **硬件成本较高**：为了支持多块高性能网卡，通常需要使用配置较高的台式机作为MAP节点，这导致了较高的硬件成本。 - **扩展性差**：由于每个MAP节点都需要配备特定数量的网卡，因此在网络规模扩大时，需要添加更多的硬件资源，这不仅增加了成本，还使得网络的扩展变得更加复杂。 - **维护难度大**：复杂的硬件配置和较高的硬件需求使得整个系统的维护变得更加困难。 #### 新的测试床设计方案 针对上述问题，研究人员提出了一种新的设计方案，即采用“分而治之”的思想来优化MAP节点的设计。具体来说，该方案将MAP节点的功能进一步细分，分别由接入点（AP）和网格点（MP）来承担，并引入了一个新的功能子网。这样做的好处在于： 1. **降低了硬件成本**：不再需要为每个MAP节点配备多块高性能网卡，而是通过AP和MP的组合来实现同样的功能，大大降低了硬件成本。 2. **提高了扩展性**：由于AP和MP可以独立部署，网络的扩展变得更加容易。只需要根据需求增加相应的AP或MP即可，无需担心硬件配置问题。 3. **简化了维护流程**：AP和MP的功能更加单一，使得系统的维护变得更加简单。 #### 关键技术与实现 为了实现这一新的测试床设计方案，研究人员采用了以下几种关键技术： - **网卡选择**：选择合适的无线网卡对于确保整个网络的稳定性和性能至关重要。在新方案中，研究人员特别强调了网卡的选择，以确保其能够满足AP和MP的不同需求。 - **节点故障处理**：为了提高网络的可靠性和稳定性，方案中还包括了一套完善的节点故障处理机制。一旦检测到某个节点出现故障，系统能够自动切换到备用节点，确保服务不中断。 - **后期网络扩展性**：考虑到未来网络可能面临的扩展需求，方案在设计之初就充分考虑了扩展性问题。通过采用模块化的设计思路，使得在网络规模扩大时能够轻松地添加新的AP或MP，而不影响现有网络的正常运行。 #### 实验验证与结论 通过对新方案的实际部署和测试，研究人员发现改进后的测试床具有明显的优点，如易于搭建、维护简便以及易于扩展等。这些特点使得新方案在未来的无线Mesh网络研究中具有广泛的应用前景。此外，该方案的成功实施也为其他类似研究提供了宝贵的经验和参考。 这种新的WLAN无线Mesh网络测试床的设计与实现不仅克服了传统方案中的诸多限制，还极大地提升了网络的灵活性和实用性。随着无线通信技术的不断进步和发展，相信这一方案将在未来的无线网络研究中发挥重要作用。