Este post tem como objetivo principal realizar a apresentação do padrão para redes sem fio com múltiplos saltos proposto pelo IEEE 802.11s. Este padrão propõe uma solução de encaminhamento através de múltiplos saltos no nível de enlace, assim diferenciando-o das soluções tradicionais que operam no nível de rede. Inicialmente serão abordados os principais conceitos de redes locais IEEE 802.3, redes locais sem fio que seguem o padrão IEEE 802.11 e a junção destes padrões na infraestrutura. Apresentar brevemente a solução para comunicação em múltiplos saltos no nível MAC e projetos piloto que implementam este tipo de comunicação.

Apresentação

Redes locais sem fio (WLANs – Wireless Local Area Networks) que seguem o padrão IEEE 80211, estão bem difundidas devido a fatores como a facilidade de instalação e suporte a mobilidade. Mesmo assim, apesar dos padrões IEEE 80211a, b e g serem populares e encontrados na maioria dos notebooks e em grande parte de PDAs, telefones e outros equipamentos sem fio, ainda existe um grande campo de pesquisa e vários desafios em diversas áreas que demandam novas soluções.

Roteadores sem fio de baixo custo também tem sido utilizados na instalação de backbones sem fio. Redes, onde o posicionamento dos roteadores que formam-o é planejado para oferecer uma cobertura de acesso em certas áreas, ou para interconectar redes cabeadas (IEEE 802.3)  distantes, assim são chamadas de redes em malha sem fio (WMNs – Wireless Mesh Networks). Por esta definição, redes em malha sem fio na verdade não são redes sem fio ad-hoc, pois são planejadas e/ou projetadas, mas também podem se beneficiar das vantagens da tecnologia sem fio adjunta a infraestrutura.

Redes móveis ad-hoc (MANETs – Mobile Ad Hoc Networks) são redes auto-configuráveis, compostas por nós móveis sem fio. Em uma MANET, os roteadores podem se mover e a topologia pode mudar rápida e drasticamente. Funções de roteamento são realizadas por alguns ou todos os nós sem fio. Redes em malha e redes ad-hoc sem fio utilizam comunicação em múltiplos saltos e, por isso, compartilham de um mesmo desafio: desenvolver protocolos de roteamento capazes de lidar com características de redes sem fio, tal como mobilidade, mudanças frequentes na qualidade dos enlaces sem fio e contenção no acesso ao meio.

As soluções tradicionais para construção de redes sem fio com múltiplos saltos realizam a decisão de roteamento e encaminhamento das informações transmitidas no nível de rede, possuindo desta forma a vantagem de ser independente da tecnologia de enlace e seguindo o modelo tradicional de arquitetura de rede que coloca a comunicação entre redes como responsabilidade na camada três.Uma outra proposta para esta comunicação é abordada na implementação de técnicas de encaminhamento através de múltiplos saltos no nível de enlace, como uma extensão das funcionalidades das redes locais sem fio e estas implementações estarão disponíveis nos equipamentos dos usuários finais. Além disso, métricas que determinam a qualidade dos enlaces podem ser facilmente controladas pela camada MAC, permitindo uma melhor utilização das redes sem fio.

O grupo de trabalho do IEEE 802.11s [IEEE, 2007] está desenvolvendo um padrão para comunicação através de múltiplos saltos no nível dois. Esta proposta para a construção de redes sem fio faz com que a rede de múltiplos saltos pareça uma única rede local para a terceira camada. O padrão IEEE 802.11s especifica funções de encaminhamento através de múltiplos saltos na camada MAC, utilizando um mecanismo de seleção de caminhos obrigatórios chamado HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol) e fornece um framework para seleção de caminhos que permite a utilização de caminhos alternativos e futuras extensões. O padrão IEEE 802.11s amplia a definição do sistema de distribuição sem fio original do padrão IEEE 802.11, permitindo que a rede sem fio tenha uma área de cobertura que pode crescer à medida que novos nós se integram à rede adicionando um novo salto.

O Padrão IEEE 802.11

O padrão IEEE 802.11 é parte da família IEEE 802 que abrange padrões aplicados à construção de redes locais (LANs) e redes metropolitanas (MANs) da primeira e segunda. Alguns dos membros desta família são: 802.1 (Gerência de rede), 802.2 (LLC – Logical Link Control), 802.3 (Ethernet), 802.11 (LANs sem fio), 802.15 (Wireless Personal Area Network – onde 802.15.1 define Bluetooth), 802.16 (Boardband Wireless Access – Certificação WiMAX), 802.17 (Resilient Package Ring), 802.20 (Mobile Wireless Access – GSM), 802.21 (Media Independent Handover Services), 802.22 (Wireless Regional Area Network), 802.23 (Emergency Services Working Group – Novo, iniciado em março de 2010).

O IEEE 802.11 é o padrão para montagem de redes sem fio locais (WLANs) e especifica as funções das camadas física (PHY) e de acesso ao meio (MAC – Medium Access Control), contendo uma série de emendas que ampliam ou aperfeiçoam suas capacidades. A Tabela 1.1 sumariza as principais emendas ao padrão existente atualmente.

Um dos objetivos principais do IEEE ao criar o padrão 802.11 foi permitir a interligação da rede sem fio com redes cabeadas que seguem o padrão Ethernet (802.3). A rede sem fio é vista como uma extensão de uma rede cabeada. Esta decisão resulta na necessidade de uma série de mecanismos apropriados para a compatibilização da parte com fio e sem fio de uma rede local. Ao mesmo tempo, com a popularização das redes sem fio, e seu uso cada vez mais intenso, a padronização segue na direção de propostas que aumentem a banda disponível (como as emendas “b”, “a”, “g”, e “n”), tornem a rede mais segura (802.11i), auxiliem a mobilidade (802.11r) e ofereçam qualidade de serviço (802.11e).

IEEE 802.11s

Em meados de Março de 2005 a foi proposto um novo padrão denominado 802.11s para as redes em malha (mesh). Esse padrão estava previsto para ser concluído em setembro de 2010, mas 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.

Inicialmente existiam duas propostas que se destacavam pelo peso de seus integrantes: A Wi-Mesh Alliance, 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 no decorrer do processo se associaram para discutir o padrão.

O Grupo de Trabalho “s” (TGs) tem como objetivo ampliar o padrão para permitir a criação de redes em malha de múltiplos saltos formados por dispositivos 802.11. Este grupo tem como líder Dee Denteneer (Philips), vice-líder Guido Hiertz (Philips), editor técnico Kazuyuki Sakoda (Sony) e secretário: Guenael Strutt (Motorola). Podemos observar o interesse das grandes corporações no desenvolvimento das redes em malha.

Em 12 de setembro de 2010 foi realizado um encontro em Waikoloa, Hawaii, EUA e o status de conclusão do projeto foi atualizado para 95%, mostrando assim que algumas informações precisam ser definidas e ainda não existindo uma data exata para conclusão da padronização.

Dentre as características principais do 802.11s podem ser citados os mecanismos para fornecer acesso determinístico a rede, quadro para controle de congestionamento, economia de energia e baixo custo dos equipamentos para usuários finais.

Protocolos de Roteamento

Formatos dos quadros IEEE 802.11

Uma das características mais impostantes do formato dos quadros do padrão 802.11 é a presença de quatro endereços físicos (ADDR1-4). A rede sem fio foi projetada para ser uma extensão da Ethernet cabeada. Numa rede Ethernet, só são necessários dois endereços de 48 bits para enviar um pacote da origem para o destino. Numa rede sem fio, no entanto, um pacote indo para um destino pode ter que passar por intermediários (como pontos de acesso). Estes intermediários são o destino imediato do pacote, mas não seu destino final. Assim, é necessário identificá-los, bem como identificar o destino final para que o pacote chegue ao mesmo.

Os endereços são numerados em vez de terem um nome porque sua função varia de acordo com tipo do quadro. Geralmente, o endereço 1 (ADDR1) é o destino imediato do pacote (isto é, identifica o receptor), o endereço 2 (ADDR2) identifica o transmissor e o endereço 3 é usado para filtragem no receptor.

Seguindo a convenção dos endereços MAC IEEE 802, se o primeiro bit de um endereço é zero, este é um endereço unicast. Se o bit for um, o endereço é multicast. Se todos os bits do endereço forem iguais a um, é um quadro de broadcast. Cada endereço pode representar o destino, origem, receptor (qual estação deve processar o quadro), transmissor (qual estação enviou aquele quadro) e identifiação do Basic Service Set (BSSID). No caso do BSSID como várias redes locais podem compartilhar a mesma área, este endereço permite identificar em que rede sem fio o quadro é transmitido.

O interior do IEEE 802.11s

A proposta de padrão introduz novos formatos de quadros, trata de questões como segurança e gerenciamento, assim como uma série de otimizações necessárias para a montagem de redes em malha de múltiplos saltos no nível de enlace. Além disso, boa parte de seu conteúdo é dedicada à descrição de protocolos para encaminhamento de quadros na rede em malha.

Originalmente, dois mecanismos de seleção de caminho foram propostos em versões anteriores do draft. RA-OLSR (Radio-Aware Optimized Link State Routing), que é um protocolo pró-ativo com um mecanismo de controle de inundação baseado no OLSR, porém adaptado para trabalhar em nível dois ao invés do três. E um protocolo híbrido, chamado HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol), baseado no AODV e na sua extensão AODV-ST. O HWMP é atualmente o protocolo obrigatório e o único restante na proposta atual. RA-OLSR foi removido em favor de um framework de seleção de caminhos extensível que possibilita implementações alternativas de protocolos e métricas para seleção de caminhos.

O HWMP pode, portanto, ser configurado para operar em dois modos: modo reativo sob demanda (on-demand reactive mode) ou modo pró-ativo baseado em árvore (tree-based proactive mode). O primeiro, modo de operação sob demanda, é apropriado para estabelecimento de caminhos entre nós mesh (MPs) em um esquema peer-to-peer, ao passo que no segundo, modelo pró-ativo, cada nó calcula antecipadamente uma topologia em árvore onde a raiz é um determinado nó que se anuncia com tal (MP raiz). Esta abordagem pode ser implementada através de dois mecanismos distintos, pode aumentar a eficiência no encaminhamento de quadros quando existe uma tendência de concentração de tráfego no nó raiz, que pode, por exemplo, estar atuando como portal mesh (MPP).

O que faz o HWMP realmente híbrido é o fato de que ambos os modos (pró-ativo e reativo) podem ser usados concomitantemente. A principal vantagem desta abordagem é que, em certas circunstâncias, apesar de disponível de antemão, o caminho entre dois nós em uma topologia em árvore pode não ser o caminho ótimo e, neste momento, a descoberta sob demanda pode ser empregada, fornecendo um caminho alternativo mais apropriado. Um exemplo de tal circunstância é o caso onde dois nós, que não são MP raiz, são capazes de trocar dados através de um caminho de custo mínimo (diretamente por um simples enlace mesh), mas são forçados a fazer com que seus quadros subam e desçam a árvore para alcançar um nó raiz.

Na especificação atual do IEEE 802.11s, a métrica obrigatória para definir a qualidade de um enlace sem fio é a chamada Airtime Link Metric. Ela representa a quantidade de tempo necessária para a transmissão de um quadro levando em consideração a taxa de transmissão, o overhead imposto pela camada física e a probabilidade de retransmissão do quadro (inferida da taxa de erros do enlace em questão). A forma de cálculo desta taxa de erros, no entanto é deixada a cargo da implementação, ou seja, não é descrita pela norma. Nós transmitindo em uma taxa baixa podem usar toda a banda do canal com suas longas transmissões da mesma maneira que um enlace com alta probabilidade de erro pode ocupar o meio por um longo tempo devido às retransmissões.

Durante o processo de descoberta de um caminho (path discovery), cada nó participante irá contribuir com seus cálculos de métrica acrescentando ou atualizando dados nos quadros de gerenciamento dedicados à troca de informações de encaminhamento. Independente do modo de operação (pró-ativo ou reativo) as funções do HWMP são implementadas pelos seguintes quadros de gerenciamento:

Path Request (PREQ) – requisição de caminho – estes quadros são enviados em difusão (broadcast) por um MP que deseja encontrar um caminho para outro MP.

Path Reply (PREP) – resposta de caminho – estes quadros são enviados pelo MP de destino, em resposta ao recebimento de uma requisição de caminho (PREQ).

Path Error (PERR) – erro no caminho – estes quadros são usados para notificação de que um caminho não está mais disponível.

Root Announcement (RANN) – anúncio de nó raiz – estes quadros são utilizados pelo nó que se anuncia como nó raiz (MP raiz). Existem dois mecanismos para implementação do modo pró-ativo no HWMP, sendo o quadro RANN usado em um deles.

Exemplificando um caso, onde um nó designado como origem S-MP deseja encontrar um caminho para um nó de destino D-MP e, para tal, precisará da colaboração dos nós intermediários I-MPs.

O mecanismo opera da seguinte maneira. O nó S-MP envia, por difusão, um quadro PREQ contendo o endereço MAC de D-MP, o nó de destino. Um nó mesh que receba esse quadro deverá checar suas tabelas e verificar se conhece um caminho para D-MP. Em caso afirmativo, deverá enviar um quadro de resposta (PREP) de volta para S-MP. Em caso negativo, o nó mesh intermediário (I-MP) deverá retransmitir o quadro, novamente usando o endereço MAC de difusão (FF:FF:FF:FF:FF:FF).

O nó de origem S-MP, no entanto, pode evitar que nós intermediários respondam à requisição PREQ setando o flag DO (Destination Only – destino apenas) no cabeçalho do quadro PREQ. Neste caso, apenas o nó de destino poderá responder a requisição original emitindo um quadro PREP. Desta forma, ao receber uma requisição (PREQ) onde DO tenha sido ativado, um nó intermediário irá forçosamente retransmitir o quadro PREQ e o processo se repetirá até que a requisição alcance seu destino.

Outro flag RF (Reply and Forward – responda e encaminhe) também pode ser empregado para controlar o comportamento dos nós intermediários. Se RF for setado e DO não, um nó intermediário poderá responder a requisição, isto é, enviar um PREP (contanto, é claro, que conheça um caminho para o nó de destino), mas ainda assim deverá retransmitir o quadro de requisição adiante.

Se, por outro lado, DO e RF estiverem desativados, um nó intermediário está autorizado a responder a requisição, mas uma vez que o faça, não deverá mais retransmitir o quadro PREQ. Observa-se, portanto, que os flags DO e RF determinam a quantidade de respostas (PREPs) recebidas pela origem S-MP.

A cada vez que manipula um quadro PREQ, um nó mesh intermediário aprende um caminho reverso para o nó de origem S-MP. Este poderá ser útil mais tarde para o encaminhamento dos quadros de resposta (PREPs), no caso do nó intermediário em questão participar do caminho selecionado. Justamente por conta da formação deste caminho reverso, os quadros de resposta (PREPs) poderão ser encaminhados em unicast para o nó de origem S-MP.

Os quadros PREQ e PREP carregam um campo de métrica que é incrementado por cada nó intermediário, refletindo os tempos de transmissão de cada enlace no caminho. É através desta métrica que o nó de destino D-MP é capaz de selecionar um caminho reverso dentre os múltiplos caminhos eventualmente existentes (dado um cenário de nuvem densa). Analogamente o nó de origem S-MP poderá escolher entre vários caminhos diretos, caso existam, através da métrica contida nos quadros de resposta, encerrando, desta forma, o ciclo de descoberta de caminho.

No que diz respeito à densidade da nuvem mesh, devemos notar que, em um meio sem fio, grande cobertura e alta taxa de transmissão são objetivos conflitantes, pois estes são inversamente proporcionais. Quadros broadcast e multicast são normalmente transmitidos a baixas taxas para atingir o maior número de nós possíveis. Nós distantes terão maior chance de receber os quadros, se eles foram transmitidos a uma taxa baixa. Por outro lado, esses quadros levarão um maior tempo para se propagar através da nuvem, podendo trazer problemas em um ambiente denso.

Como mencionado anteriormente, além do mecanismo de descoberta de caminho por demanda, o protocolo HWMP provê dois diferentes métodos pró-ativos para construção de tabelas de encaminhamento. O primeiro deles é baseado no emprego de quadros PREQ e por isso chamado de “mecanismo pró-ativo PREQ”. O segundo utiliza um quadro especial, chamado RANN e, da mesma forma, fica designado como “mecanismo pró-ativo RANN”.

No mecanismo baseado em PREQs, uma vez configurado para operar como MP raiz, um nó mesh difunde periodicamente um quadro PREQ com os flags DO e RF ativados, o que configura um quadro “PREQ pró-ativo”. Cada nó que receba este quadro irá atualizar seu cabeçalho com os valores de métrica e contagem de saltos e retransmiti-lo. Com o tempo, todos os nós da nuvem mesh serão notificados.

Ao receber um PREQ pró-ativo um nó responde ou não com um PREP em função do valor de um terceiro flag no cabeçalho do quadro de requisição. Se setado, este flag chamado PREP pró ativo (Proactive PREP) faz com que os nós enviem um PREP de volta ao nó raiz. Na verdade, mesmo que PREP pró-ativo esteja desativado, um nó pode responder ao nó raiz com um PREP se desejar estabelecer um caminho no esquema peer-to-peer com o nó raiz. Por exemplo, ele pode ter dados para enviar ao nó raiz.

No segundo mecanismo pró-ativo previsto pelo IEEE 802.11s, ao invés de utilizar quadros PREQs o nó raiz inunda a nuvem mesh com quadros RANN. Neste caso, os nós que eventualmente desejem formar caminhos para o nó raiz enviam, para este, um quadro PREQ.

Desta vez, a requisição PREQ será enviada em unicast, mas será processada pelos nós intermediários através das mesmas regras aplicadas aos quadros PREQ difundidos pelo mecanismo reativo do protocolo. O nó raiz, ao receber a requisição responderá com o respectivo quadro PREP, estabelecendo assim, um caminho entre o nó requisitante e o nó raiz. Por fim, o mecanismo RANN introduz um passo adicional e pode ser vantajoso se comparado com o mecanismo PREQ apenas se uma pequena porção dos MPs deseja estabelecer caminhos com o nó raiz.

Finalmente, é importante comentar o papel do quadro PERR dentro do esquema recém descrito. Sempre que um quadro não puder ser encaminhado por um nó pertencente ao caminho, este deverá notificar o remetente sobre a quebra do enlace e, consequente inviabilidade daquele caminho. Esta informação deverá ser encaminhada de volta a todos os participantes anteriores alcançando finalmente o remetente original que, assim, deverá iniciar um novo ciclo de descoberta de caminho.

Formatos dos quadros 802.11s

Inicialmente, recordamos que os dois primeiros bytes de um quadro 802.11 contêm o chamado campo de controle do quadro (frame control field), sendo que dois bits deste campo (o terceiro e o quarto) identificam o tipo de quadro.

Além do campo tipo, outros quatro bits são reservados para definir subtipos dentro de uma categoria. Assim, um beacon, por exemplo, é definido como tipo gerenciamento (0×0) e subtipo beacon (0×8), ao passo que um ACK (acknowledgement) pertence ao tipo controle (0×1) e subtipo (0xD). Por se tratar de uma extensão ao padrão IEEE 802.11, os quadros mesh introduzidos pelo 802.11s devem ser classificados dentro dos quatro tipos existentes. Inicialmente, pretendia-se utilizar o tipo reservado, ainda disponível (0×3), mas em versões mais recentes da proposta definiu-se que:

Os dados trocados por MPs são transportados por quadros de dados mesh (Mesh Data Frames), definidos como quadros de dados (tipo 0×2) com um cabeçalho mesh pré-posto ao corpo do quadro 802.11.

Quadros de gerência da rede mesh, como por exemplo os quadros PREQ, PREP, etc, são definidos como pertencentes ao tipo 0×0 (management frames) e subtipo 0xF, até então reservado. Estes quadros foram batizados como Multihop Action frames.

Outra característica dos novos quadros é a utilização dos flags FromDS e ToDS. Estes bits são utilizados, em uma rede IEEE 802.11, para marcar pacotes que sejam destinados a um sistema de distribuição (ToDS) ou sejam oriundos deste (FromDS). O sistema de distribuição, em uma rede sem fio, é a infra-estrutura que pode interligar diversos pontos de acesso ou mesmo conectar a rede sem fio à Internet. Assim, por exemplo, um quadro oriundo de uma estação IEEE 802.11 em modo infra-estrutura que seja destinado a outra estação IEEE 802.11 tem os flags FromDS = 0 e ToDS = 1. Um sistema de distribuição sem fio (Wireless Distribution System), ou WDS, é aquele em que diversos pontos de acesso permitem a troca de dados entre estações a eles associadas através de quadros IEEE 802.11, ou seja, por intermédio de um backbone sem fio, e não através de quadros IEEE 802.3 como em uma rede cabeada. Chama-se de quadro WDS aquele que possui ambos os flags fromDS e ToDS setados. Sua função original é, portanto, a de permitir a troca de dados entre estações associadas a diferentes pontos de acesso dentro de uma mesma rede local sem fio. O que o IEEE 802.11s propõe é que quadros trocados pelos MPs em um nuvem mesh sejam também marcados com ambos esses flags.

Como não foi padronizada, diversas implementações proprietárias e não documentadas de WDS podem ser encontradas em modelos variados de pontos de acesso, algumas potencialmente conflitantes com o padrão emergente. Isso aponta para um futuro de ajustes não apenas na proposta do IEEE 802.11s, mas destas implementações, de forma a evitar problemas de compatibilidade.

É oportuno observar que em uma rede IEEE 802.11 no modo ad-hoc, cada quadro traz ambos os flags (FromDS e ToDS) desmarcados (zerados). Isto evidencia uma importante diferença. Uma rede ad-hoc IEEE 802.11 é aquela em que conexões oportunistas podem ser formadas entre estações IEEE 802.11, mas onde não há múltiplos saltos ou, em outras palavras, encaminhamentos de quadros, e não deve ser confundida com uma rede mesh.Os primeiros dois bits determinam a quantidade de endereços MAC presentes no último campo, Mesh Address Extension, o que pode variar entre 0 e 3, indicando um campo de 0, 6, 12 ou 18 bytes, onde cada endereço possui 6 bytes.

O campo Mesh TTL indica a quantidade máxima de saltos que um quadro poderá realizar na nuvem mesh e é decrementado por cada nó que retransmitir o quadro. Seu objetivo é evitar que quadros sejam eternamente retransmitidos na nuvem por conta de algum loop de encaminhamento.

O número de sequência mesh (Mesh Sequence Number) é um identificador do quadro que permite a uma estação detectar o recebimento de duplicatas prevenindo retransmissões desnecessárias dentro da nuvem mesh. E, finalmente, o já mencionado campo Mesh Address Extension que carrega endereços MAC extras, já que a rede mesh pode precisar de até seis endereços.

Conectividade de STAs e Endereçamento de Quadros

De acordo com o IEEE 802.11s, nós não-mesh (STAs) podem participar da rede mesh através de um nó mesh (MP) com capacidades de ponto de acesso (nós MAP). STAs se comunicando pela nuvem mesh são intermediados pelos seus respectivos MAPs e este cenário constitui um exemplo de como é usado o formato de quadro com seis endereços.

O formato de quadro IEEE 802.11 usual, com quatro endereços, pode ser usado tanto para transmissão de dados como para quadros de controle. Os quatro endereços MAC nesse caso são:

• SA (Source Address) é o endereço MAC da fonte do quadro, ou seja, o nó que gerou o quadro original.
• DA (Destination Address) é o endereço MAC do nó que é o destino final do quadro.
• TA (Transmitter Address) é o endereço MAC do nó que transmite um quadro. Será igual à SA quando o quadro for originado e transmitido pela primeira vez. Será diferente de SA toda vez que for transmitido por um nó intermediário.
• RA (Receiver Address) é o endereço MAC do próximo nó que irá receber o quadro e pode ser o mesmo que DA quando o quadro está para alcançar seu destino final.

Em resumo, SA e DA estão associados aos nós extremos em um caminho completo pela nuvem mesh, ao passo que TA e RA estão associados aos nós participantes de uma transmissão em um enlace. Mas, quadros com quatro endereços, utilizados no padrão IEEE 802.11 original para transmissão usando um sistema de distribuição sem fio, não são suficientes para implementar todas as funcionalidades propostas pela emenda “s”.

Como exemplificado, se dois nós não-mesh estão se comunicando através da nuvem mesh, dois endereços adicionais são necessários – o Mesh SA (Mesh Source Address) e o Mesh DA (Mesh Destination Address). Para entendê-los, as entidades DA e SA são definidas de uma forma mais geral:

• Mesh SA – Em um quadro de seis endereços, o SA (Source Address) é o nó originador da comunicação fim-a-fim e esta fora da nuvem mesh, enquanto o Mesh SA é o endereço do nó que introduz o quadro na nuvem mesh (em nome de SA).
• Mesh DA – Da mesma forma, DA (Destination Address) define o endereço final do quadro, ao passo que Mesh DA é o endereço da última estação que recebe o quadro na nuvem (e faz isso em nome de DA).

Um outro caso onde o formato com seis endereços é usado é no modo pró-ativo do HWMP, baseado em árvore, onde dois nós conseguem se comunicar através de um MP raiz. Neste cenário, o caminho completo inclui dois sub-caminhos – um do MP fonte até o MP raiz e outro deste até o MP de destino. Finalmente, MPs conseguem também se comunicar com o “mundo exterior” através de portais mesh (MPPs). Em todos esses casos, mais de quatro endereços são necessários.

Características Adicionais

O Padrão IEEE 802.11s cobre muito mais itens do que podemos analisar nesta oportunidade. Foram apresentados os pontos mais importantes para o entendimento do funcionamento de uma rede mesh, mas ainda existem muitos outros aspectos interessantes para serem abordados.

O IEEE 802.11s introduz um método de acesso ao meio chamado MDA (Mesh Deterministic Access), que ajuda a reduzir a contenção com o uso de uma nova função de coordenação. O mecanismo é opcional e pode ser implementado por um sub-grupo de MPs presentes na nuvem mesh. Como conseqüência, MPs com o MDA ativado devem ser capazes de interoperar com MPs com o MDA desativado, mesmo que isso prejudique a eficácia do esquema.

A idéia central do MDA é introdução de períodos de tempo, chamados MDAOPs (MDA Opportunities), período pelo qual o nó com o MDA ativado tem a oportunidade de acessar o meio com o mínimo de contenção, pode ainda haver contenção devido a presença de nós com o MDA desativado. O MDA é implementado através da ação de cinco novos quadros: MDA Setup Request, MDA Setup Reply, MDAOP Advertisement Request, MDAOP Advertisements, MDAOP Set Teardown.

Controle de congestionamento é brevemente citado na proposta do padrão. Um mecanismo de controle de congestionamento deve ser selecionado para toda a rede e também será anunciado pelo elemento de configuração mesh, junto com o protocolo de seleção de caminho e métrica. O draft descreve o formato do quadro de notificação de congestionamento (Congestion Control Notification) enviado pelo MP para seu MP par (ou MPs) a fim de indicar seu status de congestionamento. Contudo, detalhes sobre como o congestionamento é detectado ou o que provoca a notificação de congestionamento são considerados além do escopo do futuro padrão.

Economia de energia, por outro lado, recebe maior atenção no draft. A idéia principal é que alguns nós escolhidos, chamados de Power Save Supporting MPs, irão armazenar quadros de outros nós, chamados de Power Saving MPs, e os transmitir apenas em tempos negociados. Este é um serviço similar ao que um ponto de acesso deve prover aos nós que estão associados a ele nas redes IEEE 802.11.

Em termos de segurança, IEEE 802.11s descreve mecanismos que provêem tanto autenticação e privacidade. A segurança é baseada no mecanismo MSA (Mesh Security Association), que garante segurança no enlace entre dois MPs e pode operar mesmo que não exista nenhum autenticador central, isto é, existe suporte para autenticação distribuída.

Uma vez configurado para oferecer segurança, um MP só deve estabelecer peer links seguros com outros MPs e renegociar peer links pré-existentes que ainda sejam inseguros. O estabelecimento de um peer link envolve a troca de quadros extras (como um four-way handshake) que começa imediatamente após a troca inicial de quadros Peer Link Open e Peer Link Confirm.

Case: Projeto One Laptop per Child (OLPC)

O projeto One Laptop per Child é realizado pela One Laptop per Child Association, fundada por Nicholas Negroponte. O objetivo do projeto é criar um laptop educacional de baixíssimo custo para a inclusão digital das crianças de escolas pelo mundo.

A missão do projeto, conforme descrita no site do projeto, é “criar oportunidades educacionais para as crianças mais pobres do mundo provendo cada criança com um laptop robusto, com baixo custo, baixo consumo de energia, e conectado, com conteúdo colaborativo, que seja prazeroso e auto-explicativo”.

O subsistema de rádio do XO é composto por um chip controlador Marvell 88W8388, que contém um processador ARM9 e memórias RAM e ROM, e um rádio Marvell 88W8015, com interface IEEE 802.11b/g. O sistema de rádio está conectado à CPU principal através de um barramento USB (Universal Serial Bus) e continua sendo alimentado de energia mesmo que a CPU principal não esteja. O processamento de quadros MAC é realizado pelo controlador Marvell 8838 e não utiliza a CPU principal, necessária apenas para o processamento de informações de nível de rede e camadas superiores.

A segregação do subsistema de rádio traz uma vantagem interessante decorrente do fato deste poder operar ainda que a CPU principal se encontre em modo inativo. A possibilidade do SoC implementado pelo Marvell 8838 processar quadros IEEE 802.11 sem a necessidade de intervenção da CPU principal permite que um XO opere como nó intermediário de uma nuvem mesh ainda que esteja desligado e com um consumo da ordem de apenas 0,5 watt.

A CPU principal é solicitada apenas no processamento de pacotes IP. Portanto, é importante salientar que a implementação do IEEE 802.11s reside no subsistema de rádio e, com isso, um laptop XO pode participar ativamente da rede mesh e encaminhar quadros de outros nós da rede mesmo sem o uso da CPU principal ou de uma pilha de protocolos TCP/IP.

Dessa maneira, é possível obter uma rede mesh para fornecer conexões aos laptops XO com um custo extremamente baixo, já que não há necessidade de pontos fixos de antenas para o estabelecimento dos nós, bastando um ponto de conexão com a internet para que salas de aula estejam conectadas.

Conclusão

As redes em malha sem fio, ou redes mesh, possuem a grande vantagem do baixo custo de implementação e manutenção, pois uma vez configurada, novos nós são incorporados à malha através dos protocolos de roteamento, sem a necessidade de configuração por parte dos administradores da rede.

Além de projetos como o OLPC, onde as redes mesh tornam possíveis a criação de uma infraestrutura onde antes isso não era pensado devido ao custo de implementação, as redes em malha podem ser utilizadas para baratear custos, utilizando a rede criada como rota alternativa quando existente. É só imaginarmos os celulares criando uma malha utilizando o 802.11s, e quando na área de uma rede mesh, utilizando-a para trafegar os dados ao invés de redes com custo mais elevado, como redes 3G.

Com a aprovação do padrão 802.11s, novos dispositivos utilizarão o grupo, permitindo então a expansão de uma excelente tecnologia a um custo baixo para o estabelecimento de redes em instituições de ensino, condomínios e outras localidades.

Espero que gostem!

Hoje recebi um dos meus sonhos de consumo, o volante Logitech Driving Force GT. Quem curte jogos de corrida sempre se imagina correndo utilizando um bom volante, um volante que dê a verdadeira sensação de direção de um carro. E este é o caso desta maravilha!

Ele vem muito bem embalado e assusta à primeira vista, devido ao tamanho da caixa.

Primeira Caixa

Segunda caixa

O produto é fabricado em plástico rígido de ótima qualidade e tem dimensões agradáveis para a direção (cerca de 28 cm)

Abrindo a caixa

Fora da caixa

Peças

Peças

Montado

Montado

Nos primeiros testes pude perceber que ele é muito preciso, tanto na direção como na aceleração e frenagem (No próximo post tentarei colocar vídeos da utilização). Possui funcionalidades específicas para o Gran Turismo que permite a modificação de alguns atributos do carro durante a corrida (O que não é muito simples pois temos que fazer o ajuste de forma correta sem esquecer de fazer as curvas).

Em uso!

Recomendo a todos os entusiastas de simuladores de corrida. O equipamento é excelente.

Pros:

i7;
GeForce 260M GTX (MXM 3 da Asus);
Display Full HD, LED Backlit;
2 HDs de 320 GB;
Teclado Backlit;
Basicamente tudo que um Lunático poderia querer, a configuração é bem legal… agora vamos ao lado ruim da coisa…

Cons:
Display Full HD: Sim, tem uma resolução dessa ficará complicado em breve, pois para que os jogos usem a resolução nativa do display a máquina provavelmente não vai agüentar. Além disso, o ângulo de visão é muito ruim. Tanto o vertical quanto o horizontal. É necessário ajuste constante para uma bom visualização.

GeForce 260m GTX (MXM 3 da Asus): Como assim? Para quem não sabe o MXM foi um padrão inventado para que as placas de vídeo de notebook pudessem ser trocadas se fosse o caso… Mas onde que isso é ruim então? É ruim, pois a Asus tem seu próprio padrão MXM o que tornará a atualização na placa um bocado mais difícil no futuro…

Blu Ray: Como um micro desses não ao menos com um leitor de Blu Ray? A guerra dos formatos acabou, o BD venceu. Um erro que será solucionado em breve.

Localização das “Portas”: Ter USBs laterais sempre foi o meu sonho na época do G1s, mas como dizem por aí, cuidado com o que você sonha. Agora eu vejo o quanto era melhor que elas ficassem na parte traseira. Assim como todos os outros “ports” (HDMI, e-Sata, o super útil firewire) o único que ficou lá atrás (além da entrada da fonte) foi, curiosamente, o do cabo de rede, colado na entrada da fonte (o que me deixa curioso quanto a interferência de sinal que a transmissão de dados pode receber).

RAID 0: ou melhor dizendo, a sua falta. Quando eu vi que tinha 2 HDs, nem imaginei que não teria RAID 0, mas a verdade é essa e é o fator que mais pesa na hora de medir o WEI.

As teclas Multimídia: Sim, o G1s tem teclas dedicadas ( play, pause, etc…) que funcionam maravilhosamente bem com o WMP. O G51j até tem as “HotKeys”, que funcionam quando acionadas junto com a tecla “fn”, mas não é a mesma coisa.
Há muito o que falar sobre a máquina, mas o importante mesmo fica logo abaixo…

Você precisa de um rack de datacenter, mas não tem um … Não esquente a cabeça, pois o LackRack vem resolver seus problemas.

Tendo o tamanho perfeito para equipamentos de 19”, tais como switchs, o LackRack possui diversas cores, ocupa pouco espaço e quando não está em uso pode ser empilhável.

Com certeza todo Lunático já pensou, ou ainda pensa, em ter um datacenter na sua sala de estar!

Maiores informações no site do projeto: http://lackrack.org/

Dez dias depois, nem um contato informando o número de rastreamento ou qualquer outra coisa. Enviei um e-mail e a resposta foi que a demanda tinha sido muito grande e que não havia como eles atenderem a todos. Assim recebi meu dinheiro de volta (o paypal realmente é um serviço muito bom) e logo depois um e-mail de desculpas me oferecendo uma configuração melhor pelo mesmo preço.

Após ler o e-mail e ver a política de marketing do Africa, a ideia deles é que eles não vendem um micro e sim uma máquina de acesso a internet e por isso a configuração vária de acordo com as peças que estejam disponíveis. Sendo assim fiquei animado e tentei de novo, mas o final foi semelhante, nada de notebook.

Fui procurar e li por ai que ninguém que tinha feito o pedido tinha recebido (isso em 11 de janeiro) e tentei entrar em contato, por e-mail e até por telefone… nada!
Enfim, pedi o cancelamento (de novo) do pagamento e desisti, por enquanto, do Africa.

O estúdio criativo Cabracega produziu o “Usb Sofá” para o para o OFFF Lisbon 2008 (International Festival for the Post Digital Creation Culture) e posteriormente adaptado para o evento SHIFT Lisbon 2008 (Social and Human Ideas for Technology).

Os Sofás contem discos embutidos com a finalidade de compartilhar conteúdos entre os utilizadores. Para isso basta ligar um dos 7 cabos extensores dos sofás, à porta USB de cada computador.

Os 4 sofás de armazenar um total de 14GB de arquivos, o que não parece muito, mas eu tenho certeza que nenhum outro dispositivo de armazenamento USB pode acomodar até 4 pessoas.

Ontem, ao ir na casa de um amigo, ele me mostra o ocorrido: A bateria do Macbook Pro dele explodiu quando estava inserida no notebook… por sorte, estava em uma bancada e não no colo, como costumo usar o meu notebook.

Estava sem uma câmera digital na hora para registrar fotos com uma qualidade superior, mas não pude deixar de tirar uma foto!

Abaixo, a foto da bateria, que literalmente explodiu e abriu, fazendo com que o Macbook Pro desse um “salto” e ficasse empenado.

Quando tiver a oportunidade, posto aqui outras fotos da bateria.

Por sorte, o notebook ainda está funcionando, obviamente, sem a bateria

Bateria que explodiu... Macbook Pro ao fundo.

[Editado]

Consegui fotos com uma resolução maior, como prometido!

1. Apesar de saber que assistir Blu Ray no PC seria um inferno, eu comprei assim mesmo por algumas razoes: não tinha intenção de assistir filmes pois o PS3 faz isso com muita capacidade e ligado no HT e na TV de 42″. pobre do meu note, mas como meu gravador de DVD desistiu de viver mesmo, eu não queria comprar um igual e bem eu sou um lunático e tinha que partir para uma tecnologia nova.

2. Faz mais de 10 anos que comprei meu primeiro gravador de CD, ele tinha um uma placa SCSI/ISA, usava “caddy”, só gravava CD-R e a 2x. Mesmo assim era espetacular pois ninguém mais que conheci tinha um gravador de CD até anos depois. Apenas como fonte de comparação meu HD na época era de enormes 1.2 GBs.

Dito isso vamos as novidades…

A instalação foi tranqüila, um parafuso e o “faceplate” e estava tudo pronto.
Depois comecei os testes:

Primeiro de tudo, rolou um flashback nos tempos do tal gravador de CD, assim que coloquei o “imgburn” pra gravar o BD-R DL e ele mostrou 3:03 horas de tempo restante para terminar a gravação. Pensei que pudesse ser um erro como aqueles tempos loucos que o Windows mostra quando se copia um arquivo para outro dispositivo, mas foi verdade demorou isso mesmo. Não satisfeito foram mais quase 2 horas para a verificação.

Depois coloquei o BD-RE, A.K.A. RW, de 25GB pra gravar algo. “Deja vu” novamente… Ele teve que “formatar”, como faziam os primeiros gravadores de CD-RW e bem… Lá se foram mais uma hora e 42 minutos…
Vídeo mesmo só com o AnyDVD HD, nem no Windows 7…

Em resumo: Agora estou com um problema agora, fiz o 1º. BackUp de 50GB e queria gravar mais alguma coisa em outro disco… mas eu não tenho mais 50GB de dados pra gravar… Ainda que seja lento e não sirva para assistir filmes sem comprar um software, extremante caro na minha opinião, é muito bom poder colocar tantas arquivos no mesmo “disco” de sempre.