无线Mesh网可以支持无线接入和无线网络互联两种应用，由于应用场景不同，考虑的重点也有所不同。
无线接入应用的路由协议需要充分适应Mesh客户端和Mesh路由器，其中，既包含了移动性很强、功耗受限的用户节点，也包含了移动性较弱，功耗不受限的接入节点和网关节点。目前，在设计绝大多数WMN路由协议时，都将Mesh客户端和Mesh路由器两类节点平等对待，没有考虑二者的差异，区分两类节点来研究路由协议，有可能成为一个值得关注的课题[2]。而在网络融合应用中，由用户节点组成的无线网络可被看作是一个自治域，可以直接采用因特网的路由思想，这就只需解决由Mesh路由器构成的无线核心网的路由问题。文献[11]中对当前常见的4种Ad hoc网络路由协议(分别是DSR和AODV两种按需路由，以及OLSR和DSDV两种主动路由)用于Mesh核心网的性能进行评测。比较了路由开销、分组传输成功率和端到端的时延等。结果表明，由于WMN路由开销比较小，大体上，按需路由协议比主动路由协议的性能更好，然而，由于WMN节点移动性减弱，需要增加按需路由协议的路由过期时间和路由缓存时间，以避免交换过多的路由消息而增加开销。
在无线接入应用中，大部分是用户节点到网关节点的业务，属于点到点业务，网络业务具有突发性。而在网络融合应用中，Mesh路由器之间的业务是来自一个网络，业务流具有聚合性，这与因特网业务有相似性[12]，例如业务的范围和平均的分组大小遵循24-hour模型，IP业务中大部分是TCP业务，而TCP业务中绝大部分是网页浏览业务和文件传输业务。针对不同的业务类型特点，在区分业务类型保证服务质量的路由协议设计时需要区别对待。
在网络融合的应用中，Mesh路由器配备有两个以上的无线收发设备，路由协议的设计需要考虑多无线收发器、多信道等特点；而在无线接入应用中，一般则不考虑。
鉴于上述问题，针对WMN网络结构的特点以及应用的特点，基于无线自组织网络技术的基础，研究WMN路由技术，才可能改善WMN网络性能。
4 无线网状网的实验研究
开展对WMN组网技术的研究，主要有两种方法。一种是采用仿真方法开展研究工作，例如，基于NS-2和OPNET的仿真软件，建立WMN网络协议模型和业务传输模型，进行协议的设计和性能分析。与此同时，基于WMN网络结构抽象出更小的网络结构模型、业务模型及关键技术，实现一个实用的实验网络，即WMN试验床，对一个WMN进行测试、性能分析，这也是目前许多国外研究机构正在进行的研究工作。
例如，微软研究院建立了基于802.11的无线Mesh网实验平台[8]，麻省理工学院(MIT)建立了Roofnet实验网络平台[9]，目的是使WMN提供因特网的接入服务。其中，微软研究院构建的Mesh网络平台，在节点中的网络层和MAC层之间增加一个Mesh连接层，DSR经过修改成为无线Mesh网的路由协议。MIT构建Roofnet网络，由20个左右的节点组成，每个节点配置一块802.11b的无线网卡和一个全向天线，工作在同一信道上，基于Linux操作系统，路由协议采用类似于DSR路由协议的Srcc协议，Mesh客户端通过DHCP动态获得IP地址，经网关节点接入因特网。文献[13]的实验平台，Mesh路由器配置了两块网卡，一块用于提供无线接入服务，采用的是hostap技术；另一块用于组成骨干网，采用的是表驱动路由协议。文献[14]中的无线Mesh网平台，其骨干网的路由协议采用基于IPv6的DSDV路由协议，通过IPv6的自动配置功能完成客户端的接入。目前，IEEE 802.11无线传输技术很成熟，其产品价格低廉并得到广泛应用，基于IEEE 802.11技术构建WMN实验平台，研究WMN组网技术是一种可行的并被广为采用的方案。
为研究WMN组网技术、节点实现方案，拟构建一个WMN测试平台。该平台提供目前有线、无线的接入服务，如基于IEEE 802.11的WLAN接入，包括有中心方式通过AP接入以及Ad hoc接入，基于IEEE 802.3的有线接入等，如图3所示。
在WMN中，当Mesh客户节点数量较多时，可以构成一个因特网的子网，通过Mesh 路由器接入Mesh骨干网，而在某些区域，当Mesh客户节点数量较少时，可以将接入网络视为一个网段，通过Mesh网桥接入Mesh骨干网。Mesh网桥的功能类似于以太网的集线器或者交换机。Mesh网桥应该价格低廉，并且能够在不同的无线网段之间有效地转发数据帧。为此，我们定义了Mesh网桥功能并设计了该设备的实现方案。
Mesh网桥能够实现不同接入节点的接入服务，包括WLAN接入，Ad hoc接入以及有线接入等多种接入服务，并且能够实现不同接入方式之间的协议转换。实现一个Mesh网桥的方案是：基于Intel x86笔记本电脑运行2.6.18版本的Redhat Fedora Core 6操作系统作为软硬件平台，笔记本电脑自带的RJ45接口提供有线网络连接接口，通过PCMCIA总线扩展一块无线网卡提供无线接入。无线网卡的型号为DWL650，基于Intersil's Prism2/2.5/3芯片组，采用Host AP作为驱动程序，支持Host AP模式，能够提供类似于AP的IEEE 802.11接入功能。
在此基础上，构建一个WMN的最小验证系统，如图4所示。Mesh网桥的协议转换功能采用基于Libpcap和Libnet技术来实现，其中，Libpcap技术实现数据帧的捕获功能，而Libnet技术实现数据帧的发送功能。通过捕获在传输链路上的数据帧，采用第二层(链路层)转发技术，完成不同网段之间的数据转发以及协议帧格式的转换。由于系统采用了第二层转发技术，而非Mesh路由器的第三层IP转发技术，从而能够加快不同网段之间数据转发的速度，节省数据转发时间。
该系统主要由两部分组成：2个Mesh网桥和3个Mesh客户端。其中，为Mesh网桥配置了两种通信传输接口，一种用于提供Mesh 客户端接入服务，包括以太网接入或WLAN接入。另一端与Mesh骨干网连接，采用Ad hoc网络的AODV路由协议，作为Mesh骨干网中的一个交换节点。Mesh客户端分为两类，一类是采用WLAN接入，另一类采用以太网接入。由于IEEE 802.11b支持11个信道，并且存在3个不相重叠的信道，因此，Mesh网桥的无线接入信道分别采用信道1和信道6，Mesh网桥之间的Ad hoc连接采用信道11，使各无线信道之间互不干扰。
在此系统中，可以实现任意两个客户端之间数据通信，并基于此系统，可以进一步对第二层路由交换算法进行研究。文献[15]提出一种基于MAC地址的第二层交换路由算法(MARP)，通过扩展地址解析协议(ARP)协议来完成路由请求和应答过程。本实验系统的下一工作目标是，设计并实现一种有效的第二层交换算法，实验验证算法的性能。
5 结束语
本文介绍了WMN结构及其组成，分析了WMN中的无线路由协议及网络管理技术，指出了WMN的路由协议和网络管理中的关键技术及其主要问题。在此基础上，搭建了一个WMN实验平台，并对平台的性能进行测试。实验表明，WMN是一种可实现的用于无线接入的网络结构，是一种有着广阔应用前景的组网技术。
6参考文献
[1]Wahartes,Boutab r, Iraqi y , et al. Routing protocols in wireless mesh networks: challenges and design considerations[J]. Multimedia Tools and Applications, 2006, 29(3) : 285-303.
