IEEE 802.11s es un estándar de red de área local inalámbrica (WLAN) y una enmienda IEEE 802.11 para redes en malla , que define cómo los dispositivos inalámbricos pueden interconectarse para crear una red LAN inalámbrica en malla , que puede usarse para topologías relativamente fijas (no móviles) y redes inalámbricas ad hoc . El grupo de trabajo IEEE 802.11s recurrió a voluntarios de universidades e industrias para proporcionar especificaciones y posibles soluciones de diseño para redes en malla inalámbricas. Como estándar, el documento se iteró y revisó muchas veces antes de su finalización.
802.11 es un conjunto de estándares IEEE que rigen los protocolos de transmisión de redes inalámbricas. En la actualidad, se utilizan comúnmente para proporcionar conectividad inalámbrica en el hogar, la oficina y algunos establecimientos comerciales.
El estándar IEEE 802.11s se emitió en 2011 y fue reemplazado en 2012 cuando pasó a formar parte del estándar IEEE 802.11 que se emitió en 2012. [1]
802.11s extiende el estándar IEEE 802.11 MAC al definir una arquitectura y un protocolo que soporta tanto transmisión / multidifusión como unidifusión utilizando "métricas conscientes de la radio sobre topologías de múltiples saltos autoconfigurables".
802.11s depende inherentemente de uno de los siguientes protocolos: 802.11a , 802.11b , 802.11g , 802.11n , 802.11ac o 802.11ax para transportar el tráfico real. Se requieren uno o más protocolos de enrutamiento adecuados a la topología física de la red real. 802.11s requiere que se admita el Protocolo de malla inalámbrica híbrida o HWMP [2] de forma predeterminada. Sin embargo, se pueden admitir otros protocolos de enrutamiento en malla, ad hoc ( enrutamiento basado en asociatividad , protocolo de enrutamiento por zona y enrutamiento basado en ubicación) o dinámico de estado de enlace ( OLSR , BATMAN [ cita requerida ] , OSPF ) o incluso enrutamiento estático ( WDS ). Consulte la descripción más detallada a continuación que compara estos protocolos de enrutamiento.
Una malla suele estar formada por muchos nodos pequeños. Cuando se trata de usuarios móviles o cargas pesadas, a menudo habrá una transferencia de una estación base a otra, y no solo desde 802.11 sino también desde otras redes ( GSM , Bluetooth , PCS y otros teléfonos inalámbricos). En consecuencia, puede ser necesario el estándar IEEE 802.21 , que especifica esta transferencia entre nodos que obedecen a 802.11 y otros. Esto es especialmente probable si se implementa un servicio de ancho de banda inferior y de mayor alcance para minimizar las zonas muertas de la malla, por ejemplo, el enrutamiento GSM basado en OpenBTS .
Las redes en malla suelen implicar el acceso a la red por parte de terceros previamente desconocidos, especialmente cuando se atiende a una población de visitantes transitorios. Por lo tanto, la mayoría de las redes en malla requerirán el estándar IEEE 802.11u correspondiente para autenticar a estos usuarios sin registro previo ni comunicación fuera de línea previa. Los enfoques de portal cautivo previos al estándar también son comunes. Vea la descripción más detallada de la seguridad en malla a continuación.
802.11s comenzó como un grupo de estudio de IEEE 802.11 en septiembre de 2003. Se convirtió en un grupo de trabajo en julio de 2004. Se emitió una convocatoria de propuestas en mayo de 2005, que dio como resultado la presentación de 15 propuestas que se sometieron a votación en julio de 2005. Después de una serie de eliminaciones y fusiones, las propuestas se redujeron a dos (las propuestas "SEE-Mesh" y "Wi-Mesh"), que se convirtieron en una propuesta conjunta en enero de 2006. Esta propuesta fusionada fue aceptada como borrador D0.01 después de una votación de confirmación unánime en marzo de 2006.
El borrador evolucionó a través de una resolución informal de comentarios hasta que se presentó para votación por carta en noviembre de 2006 como Borrador D1.00. El borrador D2.00 se presentó en marzo de 2008, pero fracasó con solo el 61% de aprobación. Se dedicó un año a aclarar y recortar hasta que se creó el Borrador D3.00, que recibió la aprobación del GT con el 79% en marzo de 2009.
En junio de 2011 se cerró la quinta recirculación de la boleta de patrocinadores, sobre el borrador 12.0 de los TG. El borrador obtuvo una tasa de aprobación del 97,2%. [3]
La versión de 2012 de la especificación 802.11 (802.11-2012) [4] incorpora directamente la funcionalidad de enrutamiento en malla.
Un dispositivo de red en malla inalámbrica 802.11s se denomina estación en malla (mesh STA) o, simplemente, nodo ad hoc. Las STA en malla forman enlaces en malla entre sí, sobre los cuales se pueden establecer rutas en malla utilizando un protocolo de enrutamiento móvil ad hoc . Un aspecto clave de esta arquitectura es la presencia de enlaces inalámbricos de múltiples saltos y el enrutamiento de paquetes a través de otros nodos hacia el nodo de destino.
802.11s define un protocolo de enrutamiento obligatorio predeterminado ( Protocolo de malla inalámbrica híbrida o HWMP), [2] pero permite a los proveedores operar utilizando protocolos de enrutamiento alternativos. HWMP está inspirado en una combinación de AODV (RFC 3561 [5] ), que utiliza un enfoque de enrutamiento ad hoc a pedido y un enrutamiento basado en árboles. Ejemplos de enrutamiento ad hoc a pedido son el enrutamiento de origen dinámico y el enrutamiento basado en asociatividad . Los enfoques de descubrimiento de ruta y reparación de ruta localizada de AODV son idénticos al enrutamiento basado en asociatividad. Trabajos anteriores [6] [7] [8] [9] han discutido y comparado estos diversos protocolos de enrutamiento en detalle. [10]
Las STA en malla son dispositivos individuales que utilizan servicios en malla para comunicarse con otros dispositivos de la red. También pueden ubicarse junto con puntos de acceso (AP) 802.11 y brindar acceso a la red en malla a estaciones 802.11 (STA), que tienen una amplia disponibilidad en el mercado. Además, las STA en malla pueden ubicarse junto con un portal 802.11 que implementa la función de una puerta de enlace y brinda acceso a una o más redes que no sean 802.11. En ambos casos, 802.11 proporciona un mecanismo proxy para brindar soporte de direccionamiento para dispositivos 802 que no sean en malla, lo que permite que los puntos finales conozcan las direcciones externas.
802.11s también incluye mecanismos para proporcionar acceso a la red determinista, un marco para el control de la congestión y el ahorro de energía.
En una red en malla no hay roles definidos: no hay clientes ni servidores, ni iniciadores ni respondedores. Por lo tanto, los protocolos de seguridad que se utilizan en una red en malla deben ser protocolos punto a punto reales en los que cualquiera de las partes puede iniciar una comunicación con la otra o ambas partes pueden iniciar una comunicación simultáneamente.
Entre pares, 802.11s define el protocolo de autenticación segura basada en contraseña y establecimiento de claves Simultaneous Authentication of Equals (SAE). SAE se basa en el intercambio de claves Diffie-Hellman utilizando grupos cíclicos finitos que pueden ser un grupo cíclico primario o una curva elíptica . [11] El problema con un intercambio de claves Diffie-Hellman es que no tiene un mecanismo de autenticación. Por lo tanto, la clave resultante está influenciada por una clave precompartida y las direcciones MAC de ambos pares para resolver el problema de autenticación .
Cuando los pares se descubren entre sí (y la seguridad está habilitada), participan en un intercambio SAE. Si el SAE se completa con éxito, cada par sabe que la otra parte posee la contraseña de la malla y, como subproducto del intercambio SAE, los dos pares establecen una clave criptográficamente sólida. Esta clave se utiliza con el "Intercambio de intercambio de intercambio de malla autenticado" (AMPE) para establecer un intercambio seguro y derivar una clave de sesión para proteger el tráfico de la malla, incluido el tráfico de enrutamiento.
La modificación IEEE 802.11s es compatible con muchos productos, como open80211s y OLPC . [12] En open80211s se admiten mallas más pequeñas de menos de 32 nodos [13] . Algunos de los proyectos se basaron en versiones anteriores (borradores).
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