IMPLEMENTAÇÕES
Como ja foi mencionando em seções anteriores, os maiores atrativos das Redes Mesh são sua escalabilidade e baixo custo. É verdade que hoje em dia há soluções mais poderosas e mais caras, porém que elitizam a internet e são inviáveis para interligar as periferias das cidades. Assim, quem está vendo com maior brilho esse conceito são os países de terceiro mundo, onde a maior preocupação é a de inclusão digital, e igualdade no acesso a internet.
Sob esta ótica, podemos citar o projeto OLPC ( One Laptop Per Chield ). A premissa é simples. Garantir que todas as crianças tenham acesso ao computador com preços ultra baratos com relação aos notebooks do mercado, podendo assim melhorar a educação. Um dos Países que fazem parte do projeto e já estão testando os laptops, é o Brasil. Mas, para se garantir a inclusão digital de verdade é preciso que todos tenham acesso a internet, e ai que as redes Mesh entram como estrela.
No OLPC-mesh, os computadores "XO" já vem com software que possibilitam a conexão Mesh. O protocolo de roteamento utilizado é baseado no 802.11s, o Hybrid Wireless Mesh Protocol(HWMP) e poder ser encontrado no site do projeto [http://wiki.laptop.org/go/Mesh_Network_Details]. Este protocolo combina descoberta de roteamento sobre demanda com suporte á um roteamento pró ativo.
O processo de descoberta de caminho é feito da seguinte maneira. Um nó quando quer transmitir pacotes, transmite em broadcast um pedido de roteamento (RREQ). Os nós que recebem esse sinal, enviam outro de volta em unicast por rota reversa(RREP), e assim são criadas rotas para o nó de destino. Vale ressaltar que este procedimento só funciona em unicast, caso contrário ocorreria inundação da rede, um problema tradicional nas redes de IP móvel.
Este projeto já esta sendo testado na UFRJ desde 2009 e os resultados parecem promissores. Para ver que funciona mais mesmo, é só ligar a placa wireless de seu notebook, que o mesmo irá descobrir a conexão OLPC-mesh em algumas regiões do Centro de Tecnologia. Porém é preciso instalar um software para que o roteamento possa ser feito.Outra implementação brasileira que vem trazendo ótimos resultados é o projeto ReMesh. Implementado na Universidade Federal Fluminense ( UFF ), a rede Mesh é formada instalando-se roteadores mesh no topo dos edificios ou casas dos usuários. Atráves de conexão sem fio, ou ethernet, cada individuo interliga seus dispositivos ao roteador de seu domicilio, fazendo parte da malha sem fio Mesh a partir de multiplos saltos. Os gateways são instalados em um dos prédios da universidade e há um servidor que realiza o processo de autenticação.
Esta implementação também implementa o protocolo de roteamento OLPC, e apresenta baixissimos custos de implementação. A grande inovação desta com as demais, está na métrica utilizada para calcular o melhor caminho entre os enlaces. Ao invés de se usar o padrão ETX, onde se visa o enlace de menor caminho, com relação a menor taxa de perda na transmissao de pacotes para o destino, se faz uso do algoritmo de Dijkstra de forma Multiplicativa, e não somando os caminhos. Começando assim o nó inicial sempre com 1 e não 0. Foram obtidos resultados bastante satisfatórios, com maiores desempenhos com realação a perda de pacotes e a estabilidade de rotas.
Podemos ver assim que o maior potencial das redes Mesh é em integração urbana. O sucesso das implementações desta rede poderia culminar na maior igualdade do acesso a internet, incluido as áreas menos favorecidas localmente e economicamente da sociedade.
QoS
Para garantir qualidade na transmissão para que um certo fluxo de dados chegue no destino de forma íntegra, ágil e com segurança, é preciso que alguns requisitos básicos sejam cumpridos. Entre eles podemos citar a taxa de perda de pacotes , largura de banda, taxa de bloqueio, latência na transmissão, garantia de serviço. Este último ganha maior atenção nos dias de hoje por ser vital para transmissões ao vivo de voz e vídeo, como video conferências.
Há muitas técnicas de prover qualidade de serviço em redes mesh, que fazem interseção com as ad hoc, muito pelo mesh ja nascer com problemas e também soluções herdados deste tipo de rede móvel. Porém, aparecem muitas discrepâncias na hora de se abordar as duas tipologias, pois a primeira dispões de backbone fixo, tendo suporte a gateways cabeados e usuários sem fio, ao passo que na segunda todos os nós são móveis. Outra grande diferença é que no ad hoc há a preocupação do consumo de energia, enquanto que nas redes mesh os roteadores são fixos e cabeados, desprezando esta preocupação.
A característica que mais se sobressai das redes mesh, além do baixo custo, é a sua escalabilidade. Ela é composta de várias células que se comunicam por saltos, em uma malha virtuosa que chegada sua perfeição, não impõe limites de alcance a internet. Porém, estamos longe desta utopia, e é justamente na sua principal qualidade que aparece seu "calcanhar de aquiles". Por ser altamente escalável, o maior problema é em como fazer o protocolo de roteamento de forma eficaz e que atenda os requisitos de qualidade enunciados no início deste capítulo.
A maioria dos esforços para melhorar e tornar as redes mesh viáveis, são feitos neste contexto. Uns propõe criar novos protocolos, outros extender os já existentes. Há também os que se propõe a melhorar as métricas de tratamento de enlace ( o qual veremos futuramente um caso na seção de implementações). Nestes pode-se perceber grandes estudos com análises matemáticas e de algoritmos complexos, como o uso de tecnicas de grafos que podem ser usadas para garantir o número mínimo de gateways para que uma conexão seja atendida com qualidade e sem desperdícios.
Na maioria das implementações atuais é utilizado o roteamento de melhor caminho entre os enlaces pelo número mínimo de saltos entre eles. Contudo, este não engloba situações especiais como transmissões multimídia, onde o que importa é garantir a chegada dos dados, com baixa perda na taxa de pacotes, mantendo alta latência. Além desta, há outras necessidades como aplicações que requerem maior segurança, banda , qualidade, entre outros. Sob esta ótica o simples roteamento por caminho minimo não é viável, já que as vezes o menor caminho, pode ser o com maior fluxo de dados e assim o mais congestionando, prejudicando a latência da transmissão. O ideal seria uma métrica multidimensional, que pudesse conseguir informações de cada enlace, garantindo assim o melhor esforço para atender a necessidade de cada um. Há um grande estudo nessa área.
Outro desafio na área de qualidade de serviço, está no Cross Layer. A capacidade de camadas de níveis diferentes comunicarem entre si. Isso não é possível atualmente nas redes mesh, pois há equipamentos que não possuem funcionalidades de camada de nível 3 (como decodificar IP), o que impede de todos os nós da rede desempenharem as mesmas funções. O problema é que o esforço de implementar o Cross Layer foge do escopo de padronização da IEEE e exigiria reformas neste sentido, tornando esta implementação mais onerosa.