Mesh網絡概況
無線Mesh網絡（Wireless Mesh Network,WMN）作為提供高速互聯網絡服務的低成本解決方案,可以為其覆蓋區域内的移動用戶提供網絡接入,在下一代寬帶無線通信系統中具有重要的應用價值。
Mesh網絡的五大優勢引
快速部署和易于安裝
非視距傳輸(NLOS)
健壯性
結構靈活
高帶寬
MESH組網方案
Mesh組網需綜合考慮信道幹擾、跳數選擇、頻率選取等因素。本節将以基于802.11s的WLAN MESH為例，分析實際可能的各種組網方案。下面重點分析單頻組網和雙頻組網方案及性能。
單頻MESH組網
單頻組網方案主要用于設備及頻率資源受限的地區，分為單頻單跳及單頻多跳。單頻組網時，所有的無線接入點Mesh AP和有線接入點Root AP的接入和回傳均工作于同一頻段，以圖2為例，可采用2.4GHz上的信道802.11b/g進行接入和回傳。按照産品實現方式及組網時信道幹擾環境的不同，各跳之間采用的信道可能是完全獨立的無幹擾信道，也可能是存在一定幹擾的信道（實際環境中多為後者）。此時由于相鄰節點之間存在幹擾，所有節點不能同時接收或發送，需要在多跳範圍内用CSMA/CA的MAC機制進行協商。随着跳數的增加，每個Mesh AP分配到的帶寬将急劇下降，實際單頻組網性能也将受到很大限制。
雙頻MESH組網
雙頻組網中每個節點的回傳和接入均使用兩個不同的頻段， 如本地接入服務用2.4 GHz 80
2.1l b/g信道，骨幹Mesh回傳網絡使用5.8 GHz 802.11a信道，互不存在幹擾。這樣每個Mesh AP就可以在服務本地接入用戶的同時，執行回傳轉發功能。雙頻組網相比單頻組網，解決了回傳和接入的信道幹擾問題，大大提高了網絡性能。但在實際環境和大規模組網中，回傳鍊路之間由于采用同樣的頻段，仍無法完全保證信道之間沒有幹擾，因此随着跳數的增加，每個Mesh AP分配到的帶寬仍存在下降的趨勢，離Root AP遠的Mesh AP将處于信道接入劣勢，故雙頻組網的跳數也應該謹慎設置。
應用
MESH技術在煤礦行業的意義
為建設現代化礦井,數字化礦山,國内各個技術公司都在努力與此目标.基于WIFI技術研發的煤礦用井下無線通訊系統已經開始投入使用. 其中包含使用了MESH技術通信的系統,如KT109R等.
在煤礦井下複雜惡劣的環境下,常規通信技術經常受到諸如塌方,斷電等情況的困擾,如若在無線通訊系統中使用了MESH技術,即使通訊線纜受到損害,井下各通信基站之間仍可利用MESH技術進行通信.此舉同時也為礦井緊急救援提供了一個可靠的平台.
安全方案
有線網絡自誕生之日起就不斷受到安全專家的考驗、黑客的侵襲和病毒的困擾，也是在這場攻與防、矛與盾的鬥争中，有線網絡不斷成熟，安全機制不斷加強。時至今日 ，有線網絡的安全技術已日臻完美。黑客要想攻破一個配置得當的有線網絡是非常困難的，然而無線網絡的出現是網絡安全水平退到了20世紀80年代的水平。即使在網絡安全技術比較先進的歐美國家，在一個無線網絡應用比較普及的城市，一個經驗豐富的黑客進行一次“戰争駕駛”就能找到大量存在嚴重安全漏洞的無線網絡，并輕而易舉地入侵。無線網絡安全技術也引起了越來越多的安全專家的注意，各種新的安全技術也不斷出現。
MESH無線網絡是一項極有前途的技術，被譽為下一代無線因特網，它除了具備一般的無線網絡特征外，還具有多跳、自組織等特性，一方面這些特性有它的高明之處，而另一方面從安全角度來看，這也是其命名和症結所在。
關鍵技術
無線Mesh網絡實施中涉及到的關鍵技術主要包括：多信道協商；信道分配；網絡發現；路由轉發；Mesh安全。
（1）多信道協商
無線Mesh網絡進行多信道接入時，網絡中的MP節點一次隻能偵聽一個信道，為了使用多信道，節點不得不在可用信道之間動态切換，這就需要一種協調機制，保證通信的兩個節點都工作在相同的信道上。一種解決方法是将時間軸被劃分為信标間隔，在每一個信标間隔的開始，建立一個叫做ATIM的時間窗口，并要求在ATIM時間窗口的起始時刻，網絡中所有節點都被強制切換到相同的信道上。在ATIM窗口内，有數據需要發送的節點使用控制消息和接收端協商信道。
信道協商過程如圖2所示，4個節點構成鍊狀拓撲，按照A-B-C-D順序排列。節點A有分組要發送到節點B，節點D有分組要發送給節點C。當一個新的信标間隔開始，所有節點都切換到信道1，進去到ATIM窗口，A等待一個随機時延（避免沖突）後向B發送ATIM分組，ATIM分組中包含A的PCL（Preferable Channel List），這個表中記錄了結點鄰域内信道的使用情況。當結點B收到ATIM分組後，根據A的PCL和自己的PCL選擇信道。在發送端和
接收端通信範圍内，被較少結點使用的信道将被優先選取。假設結點B選擇了信道1，然後，結點B向結點A回複ATIM-ACK分組，分組中包含選擇的信道，結點A向結點B發送ATIM-RES确認這次協商。根據ATIM-ACK和ATIMRES分組，結點A和結點B的鄰居也就知道了結點A和結點B将使用信道1通信，并更新自己的PCL，便于将來根據這些信息為自己選擇信道。當ATIM窗口結束，各結點切換到選擇的信道上，在信标間隔餘下的時間内進行通信。
另外，MMAC可以在ATIM窗口期間廣播消息，支持本地廣播功能。PCL将信道分為以下三種狀态。高優先級表示在當前信标間隔，此信道已經被該結點選用，每個信标間隔内，一個結點最多隻能有一個信道處于高優先級狀态。中優先級表示此信道還沒有被傳輸範圍内的結點選用。低優先級表示此信道至少已經被一個鄰居結點所選用。每個信标間隔的開始，PCL中的信道被複位到中優先級狀态。
如果發送結點和接收結點協商好某個信道，那麼，這兩個結點就将該信道置為高優先級狀态；如果一個結點偵聽到ATIM-ACK或ATIM-RES分組，并且該分組中指定的信道處于中等優先級，就将該信道置為低優先級，與其關聯的計數器設置為1；如果分組中指定的信道處于高優先級，則不改變狀态；如果分組中指定的信道已經處于低優先級，則與其關聯的計數器增加1。這種多信道協商方法的目的是要選擇業務負載小的信道，盡可能地平衡信道負載，減小競争和退避所浪費的帶寬。
（2）信道分配
信道分配技術主要用于多信道無線Mesh網絡中多個信道的使用和管理，在保證網絡良好連通性的同時，降低Mesh網絡中發生信道沖突的概率，以提升網絡效率。與多信道協商技術不同的是，信道分配技術是從信道頻率資源劃分的角度，分配Mesh網絡中多個信道的使用，比如為MP間的互連定義一組信道而為MAP和Mesh STA間的互連定義另一組信道。組劃分是一種常用的無線Mesh網絡信道分配方案，其将每個MP節點的所有鄰居節點進行組劃分，然後每個組進行信道的統一指定；每個組分配的信道則選擇節點沖突鄰域内使用次數最少的信道進行指定并保證組間的互連。
（3）網絡發現
網絡發現技術主要是用于Mesh網絡中新節點和鄰居節點的發現以及建立相應的信息列表。網絡發現主要是采用網絡掃描和列表維護的方式進行，其中網絡掃描是指無線Mesh網絡中的MP節點通過主動發送或監聽Beacon信号對其周圍的鄰居節點進行監聽，而列表維護則是把通過網絡掃描發現的屬于同一Mesh網絡的鄰居節點的信息加入列表中。如果發現的鄰居節點是新節點，則其可以通過路由表被整個網絡發現。
（4）路由轉發
無線Mesh網絡的很多技術特點和優勢來自于其Mesh網狀連接和尋路，而路由轉發的設計則直接決定Mesh網絡對其網狀連接的利用效率，影響網絡的性能。在設計無線Mesh網絡路由協議時要注意，首先，不能僅根據“最小跳數”來進行路由選擇，而要綜合考慮多種性能度量指标，綜合評估後進行路由選擇；其次，要提供網絡容錯性和健壯性支持，能夠在無線鍊路失效時，迅速選擇替代鍊路避免業務提供中斷；第三，要能夠利用流量工程技術，在
多條路徑間進行負載均衡，盡量最大限度利用系統資源；第四，要求能同時支持MP和Mesh STA。常用的無線Mesh路由協議可參照Ad Hoc網絡的路由協議，目前幾種典型的路由協議包括：動态源路由協議（DSR）、目的序列距離矢量路由協議（DSDV）、臨時按序路由算法（TORA）和Ad Hoc按需距離矢量路由協議（AODV）等。DSR是最常見的一種對等的基于拓撲的反應式自組織路由協議，它的特點是采用積極的緩存策略以及從源路由中提取拓撲信息，通過比對，實現路由創建。
（5）Mesh 安全
Mesh 網絡特有的多跳自組織特性導緻其特有的安全目标，例如Mesh節點間的雙向認證；各跳端到端鍊路數據流量的機密性和完整性保護； Mesh 節點的接入控制和管理。為了針對性解決這些安全問題，Mesh安全技術被提出。Mesh安全關聯（MSA，Mesh Security Association）則是一種常用的Mesh安全架構。在MSA安全架構中，密鑰體系是其核心。一個MP 隻有通過身份認證後建立起一套密鑰體系才被允許在網絡中發起通信。
MSA 架構将參與安全交互的MP 節點分成3種角色：MKD、MA和Candidate MP。Candidate MP是指希望加入Mesh網絡的節點。MA是具備為Candidate節點提供認證服務資格的節點，它能夠建立并維護一條通往MKD 的安全鍊路以保證經其轉發的Candidate MP 證信息的安全。 MKD與外部認證服務器AS間存在一條安全物理鍊路，主要負責主密鑰的生成和分發以及确認MA的資格。初始MSA認證用于安全地建立MP對之間的鍊路。
每個Candidate MP至少經過一次成功的初始MSA認證才可以在網絡中傳輸數據。一個完整的MSA認證過程可分為以下3個階段： P L M (P e e r L i n kManagement) 協議交互階段；EAP認證階段；MSA4次握手階段。PLM用于協商後續階段所需的各種安全參數，并定義了密鑰選擇流程和角色選擇流程，允許MP通信對進行存儲密鑰的協商和EAP認證階段各自角色的選擇。在EAP認證階段使用EAP框架實現客戶身份認證，最終将MKD生成的PMK-MA和随機數分發到對應的MA。MSA4次握手階段将通過雙方共享的PMK-MA和交換的兩個随機數生成最終的會話密鑰，并使用該會話密鑰保護傳輸數據的機密性和完整性，到此完成密鑰體系鍊路安全分支的建立。
MATLAB函數
函數簡介
函數功能：繪制由線條框構成的曲面。
語法格式：
mesh(X,Y,Z)
X、Y、Z中Z通常是X,Y的函數，即Z(X,Y)。X、Y通常是通過調用meshgrid函數生成的數據網格（具體參見meshgrid）。
mesh(Z)
mesh(...,C)
mesh(...,'PropertyName',PropertyValue,...)
mesh(axes_handles,...)
meshc(...)
meshz(...)
h = mesh(...)
相關函數：meshc, meshz, surf
模塊功能
可以直接導入各種逆向造型軟件，它們的Mesh模塊需要做的，就是三種功能：
1.生成小三角幾何體，有專門的算法來過濾多餘的點，以及從點雲中選擇最合适的三個相鄰點生成一個小三角片，
2.修改小三角幾何體，
3.在小三角幾何體上通過掃描，投影等方式生成廣順的曲線，作為制作曲面數據的工具。
程序示例
繪制球面的一塊
v = -0.5:0.05:0.5;
[x, y] = meshgrid(v);
z = sqrt(1.0 - x.^2 - y.^2);
mesh(x,y,z);
LiveMesh
即微軟的Microsoft Live Mesh，2008年11月1日，微軟已對美國和英國的LIVE ID開放了Windows mobile手機端的"Live Mesh”Beta服務。中國地區用戶可以将LIVE ID所在地更改為US或UK，然後點擊US residents,UK residents，即可激活手機端提前體驗移動版"Live Mesh”Beta服務。
Live Mesh 是一個“軟件+服務”平台，将計算機和其他設備通過互聯網整合到一起，允許個人和組織管理、訪問和共享他們的文件和應用，無縫整合各種設備和互聯網。Live Mesh 包括：
§平台明确和構建用戶的設備、數據、應用和人之間的數字關系 - 開發者将獲得開放的數據模型和協議。
§雲服務提供微軟數據中心的平台。
§軟件允許本地應用客戶端離線進行雲計算的交互。
§平台體驗将用戶設備、文件和應用，以及社會化圖表通過 Feed 整合在一起，這是該平台最主要的優勢。
通過 Live Mesh 可以在多環境、多設備上同步自己的數據，而且微軟為每一個用戶提供了高達5G的數據存儲空間
