Внешний вид и аппаратная платформа
Введение
Совсем недавно к нам обратились представители компании Tenda с предложением описать их новую разработку – беспроводную mesh-сеть, построенную на базе линейки оборудования Tenda Nova. Конечно, сама идея mesh-сетей не нова. Более того, в современном мире для этого уже не нужно изобретать велосипед – существует целый ряд решений и стандартов, достаточно лишь создать оборудование с поддержкой одного из них. В качестве устройств для рассмотрения нам была предложена модель Tenda Nova MW6-2, позволяющая построить mesh-сеть на базе стандарта IEEE 802.11s. Но не следует пугаться, пользователям не нужно разбираться во всех тонкостях стандарта – mesh-система Tenda Nova работает «из коробки».
Многие наши читатели, наверняка, уже сталкивались с mesh-сетями, так, например, мы упоминали о поддержке таких сетей другими вендорами. Давайте, попробуем копнуть чуть глубже и разобраться с некоторыми деталями функционирования mesh-сетей в реализации Tenda.
Современные Wi-Fi роутеры обеспечивают большую зону покрытия, но могут возникнуть сложности с охватом помещений с толстыми стенами, железобетонными конструкциями и прочими препятствиями, мешающими распространению Wi-Fi сигнала. Возникают “мертвые зоны”. Традиционно проблему решали установкой в таких местах повторителей (расширителей) или дополнительных точек доступа, но такой подход не лишён недостатков:
- повторители хотя и помогают усилить сигнал Wi-Fi, но обычно теряется половина пропускной способности канала;
- точки доступа обеспечивают большую пропускную способность, но для этого необходимо проводное соединение с остальной сетью;
- создается новая сеть (со своим SSID и паролем); таким образом, меняя свое местоположение, нужно вновь подключаться, вводя пароль.
Всё упрощается, если использовать Wi-Fi mesh-систему.
Внешний вид и аппаратная платформа
Рассматривать беспроводные mesh-сети мы будем на базе комплекта MW6-2. Для заказа пользователям доступны разные комплекты MW6, включающие в себя один, два или три узла; перед приобретением нужно обязательно убедиться, что в заказе именно нужный комплект.
Каждый узел беспроводной mesh-сети – пластиковый куб, похожий на упрощённый кубик Рубика, у которого все клетки одного цвета – белые. Устройства с таким корпусом можно не прятать, внешний вид очень приятный. Блоки Nova используют внутренние антенны, что позволит легко вписаться практически в любой интерьер. Габариты блока составляют 100х100х100 мм при массе всего 410 г.
На верхней панели расположен небольшой светодиод, отображающий состояние устройства и его подключения к сети.
Верхняя панель и все боковые не несут на себе никаких разъёмов, для подключения используется нижняя панель блока, на которой кроме вентиляционной решётки и наклейки с краткой информацией размещены два порта Gigabit Ethernet и разъём для подключения питания. Также здесь располагаются четыре резиновые ножки и утопленная кнопка Reset. Назначение каждого проводного сетевого интерфейса отмечено на наклейке, однако разделение на LAN и WAN актуально лишь для «главного» узла, все остальные блоки используют оба порта Gigabit Ethernet в качестве LAN-интерфейсов. Указанные проводные интерфейсы могут быть использованы для подключения телевизора или игровой консоли в ситуациях, когда нет возможности провести для них выделенный кабель.
Каждый блок для своей работы требует внешнего источника питания (поставляется в комплекте) со следующими характеристиками: 12В и 1.5А.
Заглянем теперь внутрь корпуса и выясним, на какой элементной базе построена модель MW6. Электронная начинка рассматриваемой модели представлена двумя текстолитовыми платами, на одной из которых размещаются сетевые порты и разъём для подключения питания. По сути, эта плата является переходником, так как на ней нет никакой значимой электроники. SoC-процессор Realtek RTL8197FS, работающий на частоте 1 ГГц, а также оперативная память объёмом 128 Мбайт и флеш-накопитель объёмом 16 Мбайт размещены на основной плате. Кроме этого на основной плате расположен коммутатор Realtek RTL8363NB.
На этом мы завершаем беглое рассмотрение аппаратной платформы и переходим к кратким основам функционирования mesh-сетей.
Mesh-сети
Беспроводные mesh-сети, то есть сети с ячеистой топологией, - перспективное и постоянно развивающееся направление. С использованием mesh-сетей мечты о бесшовном роуминге в беспроводных сетях Wi-Fi могут стать реальностью уже сегодня. Беспроводные mesh-сети могут легко и эффективно, а главное без прокладки дополнительных проводов, использоваться для подключения целых городов к глобальной сети. Конечно, в данном обзоре мы не замахиваемся на такие масштабы, но технологии, используемые в Tenda MW6, те же.
Рассмотрим классические понятия и протоколы, используемые в mesh-сетях.
Давайте для начала определимся с терминологией. В обычных беспроводных сетях, построенных на базе стандартов IEEE 802.11, определены два типа устройств: STA – конечные станции (абонентские устройства) и точки доступа (AP – Access Points). Точки доступа подключаются также к сетям других технологий, например, Ethernet. Клиентские станции могут связываться только с точками доступа. Для беспроводных mesh-сетей IEEE 802.11s определены устройства особого типа – узлы mesh-сети (MP – Mesh Points), взаимодействующие друг с другом и поддерживающие mesh-службы. Узлы mesh-сети могут быть совмещены с классическими точками доступа. Такой гибрид носит название MAP – Mesh Access Point. За связь mesh-сети с «внешним» миром отвечают MPP – Mesh Point Portal.
Узлы mesh-сети самостоятельно выбирают наиболее оптимальный маршрут, используя разнообразные протоколы динамической маршрутизации. Протоколы динамической маршрутизации в mesh-сети отличаются от известных нам по проводным сетям (например, OSPF, RIP или BGP), однако основные принципы сильно похожи.
Основным преимуществом беспроводных mesh-сетей является то, что они на самом деле беспроводные. Обычные крупные Wi-Fi сети для своей работы требуют опорную проводную сеть, тогда как для связи между узлами в mesh-сетях используются беспроводные каналы. К проводной сети должен быть подключён только один узел. Пожалуй, сразу же стоит заметить, что устройства серии Tenda Nova позволяют использовать для связи друг с другом как беспроводные, так и проводные каналы (при их наличии), то есть ячеистая топология формируется вне зависимости от способа связи между узлами на физическом уровне.
Однако давайте вернёмся к протоколам маршрутизации, используемым в беспроводных самоорганизующихся сетях. Одним из таких протоколов является AODV – Ad Hoc On-Demand Distance Vector, то есть дистанционно-векторный протокол с установкой связи по требованию. Суть его работы заключается в том, что расчёт пути производится по запросу отправителя, то есть когда появляется пользовательский трафик для передачи по сети. На рисунке ниже показаны направления распространения запросов RREQ (красные стрелочки) и ответов RREP (зелёные). Рассчитанные маршруты сохраняются до тех пор, пока в них есть неоходимость для отправителя. AODV подходит для передачи как одноадресного трафика, так и для групповых рассылок. Более подробное описание протокола можно найти в RFC 3561.
DSR – Dynamic Source Routing, во многом похож на AODV, однако DSR выполняет маршрутизацию от источника. В своей работе DSR опирается на два механизма: Route Discovery и Route Maintenance. Первый отвечает за обнаружение оптимального пути, второй обеспечивает его поддержание в случае изменяющихся параметров работы сети. Маршрутизация от источника избавляет промежуточные узлы mesh-сети от поддержания таблицы маршрутизации, так как весь маршрут задаётся узлом, отправляющим данные в сеть. Протокол DSR описан в RFC 4728.
DSDV – Destination-Sequenced Distance-Vector Routing построен на базе алгоритма Беллмана-Форда. Каждая запись в таблице маршрутизации обладает номером последовательности, с помощью которого помечаются доступные (чётный номер последовательности) и недоступные (нечётный номер) сети. Для своей работы требует периодической рассылки маршрутных обновлений, что относят к его недостаткам, так как даже при простое сети служебная информация продолжает передаваться. Преимуществом в данном случае будет являться более быстрая готовность маршрута перед началом использования.
TORA – Temporally Ordered Routing Algorithm использует направленный нецикличный граф (DAG – Directed Acyclic Graph) с корнем в точке назначения. В таком графе отсутствуют направленные циклы, хотя существование параллельных путей допускается. По сути, DAG является объединением деревьев (лес).
Что же из всего этого реализовано в серии устройств Tenda Nova? Wi-Fi mesh-система состоит из нескольких сетевых компонентов – блоков. Непосредственно к модему или провайдеру подключается основной блок, а остальные (сателлиты) размещаются по всему дому или квартире. Сателлиты сами (автоматически) связываются с основным блоком и друг с другом, образуя единую беспроводную сеть, которая имеет один общий SSID и пароль. Благодаря технологии mesh, система без потерь доставляет мощный сигнал до пользовательского устройства. Как и обычные двухдиапазонные маршрутизаторы, беспроводные mesh-системы работают на стандартных частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц.
Внутри беспроводной опорной сети Mesh Points используют собственный протокол маршрутизации, вобравший в себя лучшее из стандартных протоколов, перечисленных выше. Реализация процедуры маршрутизации и пересылки трафика по сети непосредственно влияет на эффективность mesh-сетей и загрузку каналов передачи, то есть на производительность всей сети целиком. Маршрутизирующий протокол при выборе наилучшего пути использует более сложные метрики, а не только количество узлов по пути следования трафика. Таким образом, mesh-сети устойчивы к сбоям беспроводных каналов, быстро выбирают запасной путь передачи данных, чтобы избежать длительных прерываний сервиса, поддерживают службы управления трафиком и балансировку нагрузки.
Количество используемых узлов в такой mesh-сети будет зависеть от количества и активности беспроводных клиентов, а также от площадей, на которых необходимо обеспечить стабильную работу беспроводной сети. Наиболее распространённые сценарии таковы:
- просторная городская квартира – 2 блока;
- средний или большой загородный дом, либо небольшой офис – от 3 блоков;
- большой дачный участок или офис – до 9 устройств, расположенных в разных помещениях.
На этом мы завершаем беглое изучение основ функционирования mesh-сетей и переходим к рассмотрению управляющего интерфейса модели Tenda MW6.
Управление
Хотя устройства линейки Tenda Nova и готовы работать с минимальными настройками, но изменить некоторые конфигурационные параметры всё же придётся. Здесь нет ни привычного всем веб-интерфейса, ни командной строки; всё управление производится с помощью специализированной утилиты Tenda WiFi, устанавливаемой на смартфон. Должны признаться, нас это несколько обескуражило. Да, на наш взгляд, возможность управления устройствами с помощью утилиты – отличная опция, но как дополнение к веб-интерфейсу. Рассмотрим, какие возможности по настройке домашней сети предоставляет утилита Tenda WiFi.
При первом запуске приложение Tenda WiFi определяет беспроводную сеть, к которой подключён смартфон. Для дальнейшей работы необходимо, чтобы подключение было произведено к беспроводной сети, организованной MW6.
Для того чтобы приступить к первоначальной настройке, необходимо подключить Tenda Nova к глобальной сети. Сразу же стоит отметить, что все устройства в комплекте одинаковы, то есть производить подключение провайдера можно к любому из блоков.
Поддерживается несколько типов подключения к провайдерам: статический и динамический (DHCP) IP-адрес, PPPoE, а также столь популярные на постсоветском пространстве туннельные подключения с использованием протоколов PPTP и L2TP.
Сразу же стоит отметить, что список поддерживаемых типов подключения зависит от языка интерфейса смартфона. Приложение TendaWiFi определяет язык интерфейса и на его основе отображает варианты подключения.
Следующим шагом является настройка SSID и пароля. Имя сети и пароль одинаковы для всех узлов и обоих диапазонов. Также нельзя не отметить, что Tenda Nova всегда использует строго фиксированные беспроводные каналы: №6 в диапазоне 2.4 ГГц и №40 в диапазоне 5 ГГц, что было сделано для повышения стабильности работы беспроводной сети. Но, должны признаться, мы несколько удивлены такому решению. Также нельзя изменить тип шифрования – только WPA2 PSK. Правда, в этом случае у нас нет никаких возражений.
Настала пора добавить остальные устройства Nova в созданную mesh-сеть. Узлы mesh-сети на базе Tenda Nova могут быть соединены друг с другом с помощью кабеля или беспроводных каналов. При наличии нескольких доступных линков используется следующая схема предпочтений (по убыванию): Ethernet -> Wi-Fi 5 ГГц -> Wi-Fi 2.4 ГГц.
После того, как материал был уже полностью написан, мы обнаружили появление обновлённой версии мобильного приложения, которое позволяло добавить блок-сателлит, просто отсканировав его наклейку или введя серийный номер вручную.
После того, как все необходимые устройства были добавлены, необходимо указать учётные данные, которые будут использоваться для доступа к маршрутизатору и mesh-сети.
Забегая вперёд, хочется отметить, что управление можно производить не только с помощью одного смартфона, то есть имеется возможность добавить несколько административных аккаунтов.
Всё, первоначальная настройка оборудования закончена. Как нетрудно было заметить, никакая дополнительная конфигурация mesh-сети не потребовалась. На главном экране приложения Tenda WiFi теперь отображаются все узлы, входящие в mesh-сеть и связи между ними.
Для каждого узла mesh-сети можно просмотреть дополнительную информацию, а также указать его расположение.
Стоит добавить, что объединять в одну mesh-сеть можно не только оборудование модели MW6, но и другой, например, MW3. То есть, по сути, пользователи могут построить единую сеть с использованием разных беспроводных устройств Tenda. Единственное, о чём следует помнить, - существующее ограничение на максимальное количество узлов в такой mesh-сети. На данный момент поддерживается до десяти беспроводных устройств в сети (рекомендовано до шести). Одно устройство MW6 позволяет обслуживать 30-35 беспроводных клиентов, таким образом комплект из трёх кубиков может обслужить до 100 беспроводных клиентов. Кроме количества одновременно обслуживаемых беспроводных клиентов необходимо учитывать и зону покрытия, обеспечиваемую mesh-сетью. Так, например, сеть с двумя узлами обеспечивает уверенное покрытие на площадях до 300 м2, тогда как сеть с тремя узлами уже позволяет расширить эту область до 500 м2. Но, пожалуй, основным преимуществом будет возможность размещения узлов mesh-сети в наиболее удобном месте, что обеспечит наилучшую производительность сети и подключённых к ней клиентских устройств за счёт выбора блока для подключения, который позволит работать беспроводным клиентам на максимальной скорости.
При необходимости администратор сети может просмотреть подробную информацию обо всех подключенных беспроводных клиентах, а также добавить устройства в группы.
Мы решили не останавливаться на достигнутом и рассмотреть все остальные настройки, доступные пользователям.
Нет желания афишировать пароль от своей Wi-Fi сети? Никаких проблем – создайте временную гостевую сеть.
Если в доме есть ребёнок, беспроводное оборудование Tenda NW6 позволит ввести дополнительные правила контроля доступа к глобальной сети для устройств, используемых отпрыском.
Mesh-сеть позволяет значительно расширить покрытие беспроводной сети. Однако в процессе использования всё равно могут появляться негативные эмоции, связанные с процессом переподключения клиентского устройства между узлами mesh-сети. Стандартный роуминг может приводить к заметным пропаданиям трафика, что особенно остро чувствуется во время аудио и видеозвонков. Избежать указанных проблем поможет включение поддержки быстрого роуминга. Здесь же стоит отметить наличие технологии MU-MIMO, позволяющей осуществлять параллельную передачу данных для нескольких беспроводных пользователей, подключённых к одному блоку. Естественно, что пользователи, подключённые к разным блокам Tenda Nova, и без этой опции могли осуществлять параллельную передачу, так как разные блоки используют разные беспроводные каналы, что не приводит к коллизиям.
Как и любой обычный SOHO-маршрутизатор, Tenda MW6 позволяет выполнить перенаправление портов, предоставляя возможность удалённым пользователям подключаться к ресурсам внутри локальной сети.
При наличии соответствующей поддержки со стороны приложения, порты транспортных протоколов могут быть открыты автоматически при использовании протокола UPnP.
Естественно, адрес LAN-интерфейса можно изменить. Здесь, пожалуй, стоит отметить, что речь идёт об адресе управляющего устройства, так как все остальные элементы сети получают IP-адреса динамически.
Не обошёл стороной производитель и поддержку функций обеспечения качества обслуживания – QoS. Однако никаких тонких настроек здесь нет. Возможно, они появятся в следующих версиях микропрограммного обеспечения.
Кстати, обновить прошивку можно также с помощью мобильной утилиты. Конечно же, при этом требуется наличие подключения к глобальной сети.
После обновления прошивки пользователям становится доступен целый ряд новых возможностей. К их числу можно отнести, например, опцию интеллектуального помощника и высокую производительность.
При необходимости администратор может настроить автоматическую перезагрузку устройств, обеспечивающих работу mesh-сети. Перезагрузка производится в определённые дни недели и в указанное время.
На этом мы завершаем рассмотрение возможностей мобильного приложения Tenda WiFi.
Тестирование
Поскольку производитель просил нас сделать обзор mesh-сетей на базе линейки устройств Nova и не делать традиционного для нас тестирования, в данном разделе вы не найдёте наших обычных тестов. Но совсем оставить читателя без результатов измерения производительности мы, конечно же, не могли. В таблице ниже представлены основные параметры нашего тестового стенда.
| Компонент | ПК | Ноутбук |
| Материнская плата | ASUS Maximus IX Extreme | ASUS GL753VD |
| Процессор | Intel Core i7 7700K 4 ГГц | Intel Core i7 7700HQ 2.8ГГц |
| Оперативная память | DDR4-2133 Samsung 64 Гбайта | DDR4-2400 Kingston 32 Гбайта |
| Сетевая карта | Intel X550T2 ASUS PCE-AC88 |
Realtek PCIe GBE ZyXEL NWD6605 |
| Операционная система | Windows 7 x64 SP1 | Windows 10 x64 |
Для генерации трафика использовалась утилита JPerf версии 2.0.2. Измерения производились для 1, 5 и 15 одновременных TCP-соединений.
Начать мы решили с выяснения значения скоростей передачи данных, которые будут доступны беспроводным клиентам, подключенным к обоим частотным диапазонам. Измерения производились при относительно близком расположении MW6 и беспроводных клиентов (в прямой видимости), поэтому скорости передачи данных в реальных условиях могут значительно отличаться от измеренных нами.
Поскольку Tenda MW6 – беспроводная mesh-система, мы решили выяснить, на какую максимальную производительность беспроводного канала между узлами mesh-сети могут рассчитывать пользователи. Измерения проводились с помощью двух проводных клиентов, подключенных к двум соседним узлам (primary и secondary) mesh-сети.
В заключение мы решили измерить время сходимости сети, то есть мы выясняли, за какое время mesh-сеть сможет обнаружить изменения и адаптироваться к ним. В нашем распоряжении был комплект Tenda MW6 из двух устройств, поэтому очевидно, мы были сильно ограничены в способах проверки. Мы расположили оба блока в непосредственной близости друг от друга и соединили их патч-кордом. Так как кабельное соединение блоков имеет приоритет над беспроводным подключением, трафик между узлами передавался по витой паре. Затем мы физически отключили кабель и измерили, через какое время поток трафика между узлами восстановится, то есть будет осуществлено переключение на беспроводной линк. Mesh-система Tenda Nova адаптировалась приблизительно за 54 секунды. На наш взгляд, это довольно большое время сходимости, однако, как нам кажется, оно будет вполне приемлемым для большинства домашних пользователей.
Перейдём теперь к подведению итогов.
Заключение
Комплект узлов для построения беспроводной mesh-сети Tenda MW6 позволяет построить устойчивую беспроводную сеть в загородном доме или большой городской квартире. Отличительной особенностью реализации является готовность оборудования работать практически из коробки, то есть с минимальными настройками. Узлы mesh-сети сами автоматически построят наиболее оптимальную топологию, по которой будут передаваться пользовательские данные. Масштабируемость решения, далеко выходящая за возможности одного комплекта устройств, позволяет обеспечить беспроводной связью помещения с очень большой площадью, предоставляя беспроводным клиентам возможность плавного переподключения к другому узлу при перемещении внутри зоны покрытия.
К сильным сторонам системы можно отнести следующие:
- поддержка быстрого роуминга (IEEE 802.11r/v);
- возможность создания гостевой сети;
- приятный дизайн;
- возможность объединения в mesh-сеть устройств разных моделей;
- наличие мобильного приложения;
- возможность независимой работы каждого из узлов;
- простота настройки;
- наличие функции родительского контроля;
- возможность как проводного, так и беспроводного объединения узлов в сеть.
Отсутствие веб-интерфейса мы не можем назвать проблемой или недостатком. Конечно же, мы понимаем, что многим пользователям уже давно удобнее производить настройку оборудования с помощью мобильного приложения, установленного на смартфоне. Однако, на наш взгляд, старый добрый веб-интерфейс тоже был бы востребованным способом управления сетью. Также нам очень бы хотелось видеть в подобных устройствах поддержку протокола IPv6; мы очень надеемся, что производитель в скором времени её добавит.
На момент написания данного обзора средняя цена на комплект из двух устройств Tenda MW6 в интернет-магазинах Москвы составляла около 10000 рублей, тогда как комплект из трёх узлов обойдётся приблизительно в 15000 рублей. Перед покупкой обязательно уточняйте, сколько устройств будет входить в приобретаемый комплект.
Ответы на возникающие вопросы о функционировании mesh-систем Tenda можно найти на официальном веб-сайте производителя. Здесь же будет доступна информация обо всех появляющихся новинках.
