Perutean Layer 2 Bridging Vs Layer 3 di Radio Mesh

Jaringan radio mesh dapat terlihat sederhana hingga lalu lintas mulai melintasi beberapa hop nirkabel. Haruskah perangkat jarak jauh tetap berada pada segmen Layer 2 yang sama, atau haruskah setiap bagian jaringan menggunakan perutean Layer 3 antar subnet? Kedua pendekatan tersebut valid, namun mempengaruhi cakupan siaran, perencanaan IP, mobilitas, dan arus lalu lintas dengan cara yang berbeda.

Memilih arsitektur yang tepat Router Radio Jaring dimulai dengan memahami perbedaan operasional tersebut. Bagian di bawah ini membandingkan penghubungan dan perutean pada hal yang paling penting, membantu Anda menyesuaikan desain jaringan dengan kebutuhan penerapan sebenarnya daripada mengandalkan konfigurasi default.

 

Layer 2 dan Layer 3 Memecahkan Masalah Berbeda di Dalam Mesh

Lapisan 2 Menyimpan Perangkat Jarak Jauh di LAN Logis yang Sama

Penjembatanan lapisan 2 membuat mesh nirkabel berperilaku seperti saklar Ethernet terdistribusi. Frame dapat melewati beberapa link radio sementara kamera, pengontrol, sensor, laptop, atau perangkat lain yang terhubung tetap menjadi anggota jaringan logis yang sama. Operasi mesh lapisan 2 dapat secara transparan membawa lalu lintas seperti IPv4, IPv6, DHCP, dan protokol lapisan tinggi lainnya tanpa memerlukan titik akhir untuk memahami bagaimana jalur nirkabel berubah di bawahnya.

Transparansi tersebut berguna ketika peralatan harus mempertahankan alamat IP yang ada atau ketika aplikasi benar-benar bergantung pada kedekatan Ethernet. Imbalannya adalah siaran, lalu lintas unicast yang tidak diketahui, ARP, pesan penemuan, dan beberapa lalu lintas multicast dapat diperluas ke domain Layer 2 yang sama. Dalam lingkungan nirkabel multi-hop, transmisi tersebut menggunakan sumber daya RF bersama, bukan kapasitas jaringan saklar bebas.

Lapisan 3 Membuat Batas Perutean Antara Node Mesh atau Jaringan Lokal

Desain yang dirutekan membuat bagian-bagian berbeda dari jaringan IP mesh menjadi berbeda. Daripada meneruskan setiap frame Ethernet yang relevan melalui satu segmen yang diperluas, setiap Router Radio Mesh dapat membuat keputusan penerusan berdasarkan jaringan IP tujuan dan informasi peruteannya saat ini. Oleh karena itu, node perantara dapat merutekan lalu lintas antar subnet sementara topologi radio terus berubah secara dinamis.

Batasan perutean tersebut mencegah siaran Layer 2 biasa menyebar secara otomatis ke setiap jaringan yang terhubung. Mereka juga mempermudah pengorganisasian kendaraan, lokasi, tim, cluster sensor, atau LAN lokal ke dalam subnet terpisah dengan jalur eksplisit di antara mereka. Hal ini memerlukan perencanaan IP yang lebih hati-hati, namun arsitektur perutean dapat memberikan batasan operasional yang lebih jelas seiring dengan berkembangnya topologi.

 

Airtime Nirkabel Mengubah Trade-Off Bridging-vs-Routing Biasa

Lalu Lintas Siaran Lebih Mahal Melalui RF Dibandingkan Ethernet

Memanggil Layer 2 'lebih cepat' karena peralihan biasanya memiliki overhead pemrosesan yang lebih sedikit sehingga mengabaikan batasan terbesar dalam jaringan radio: waktu tayang. Switch Ethernet berkabel dapat meneruskan lalu lintas lokal dalam jumlah besar tanpa bersaing untuk mendapatkan saluran nirkabel yang sama, sedangkan node mesh sering berbagi spektrum dengan node tetangga dan dapat mentransmisikan ulang lalu lintas melalui beberapa hop. Setiap frame yang tidak perlu menempati saluran tersebut mengurangi kapasitas yang tersedia untuk lalu lintas aplikasi.

Banjir siaran menjadi sangat signifikan dalam jaringan nirkabel multi-hop karena lalu lintas yang sama mungkin perlu ditransmisikan ulang melalui beberapa link. Oleh karena itu, menjembatani LAN kabel ke dalam jaringan nirkabel dapat meningkatkan lalu lintas siaran dan meningkatkan perselisihan pada media bersama. Permintaan ARP, pesan DHCP, protokol penemuan perangkat, dan aliran multicast mungkin memiliki biaya praktis yang jauh lebih besar ketika domain Layer 2 yang terlalu besar dibawa melalui RF.

Penerapan Mesh Radio Router kecil yang dijembatani masih dapat bekerja secara efisien. Masalah biasanya muncul ketika administrator terus memperluas domain siaran yang sama seiring bertambahnya jumlah radio, titik akhir, hop, dan aplikasi. Pada titik ini, arsitektur lebih penting daripada perbedaan teoritis antara overhead switching dan routing.

Performa Multi-Hop Tidak Hanya Bergantung pada Overhead Penerusan

Perbandingan kinerja yang realistis harus dimulai dengan jumlah lompatan radio, kapasitas saluran, kondisi sinyal RF, transmisi ulang, beban lalu lintas, perilaku QoS, dan latensi ujung ke ujung. Setiap hop tambahan memerlukan transmisi nirkabel lain, dan kondisi RF yang buruk dapat menambah transmisi ulang sebelum logika penerusan Layer 2 atau Layer 3 menjadi perhatian utama. Perubahan rute dapat menambah variabel lain ketika jalur terbaik melalui mesh tidak lagi tersedia.

Seri genggam dan ransel WDS DDLmesh menggabungkan perutean dinamis, relai multi-hop, QoS, dan kecepatan data adaptif hingga 70 Mbps pada bandwidth 20 MHz. Dalam kondisi pengoperasian 20 MHz searah, rata-rata penundaan satu hop dapat mencapai sekitar 6 ms. Spesifikasi ini menggambarkan jenis variabel kinerja yang harus diperiksa oleh para insinyur ketika mengevaluasi mesh nirkabel daripada hanya berfokus pada apakah jaringan menggunakan bridging atau routing.

Untuk penerapan Mesh Radio Router, angka latensi satu hop harus diperlakukan sebagai satu masukan dan bukan jawaban akhir. Jalur video tiga lompatan yang mengalami gangguan dapat berperilaku sangat berbeda dari tautan laboratorium satu lompatan yang bersih. Pengujian harus mereproduksi campuran lalu lintas, mobilitas, panjang jalur, dan kondisi RF yang diharapkan sedekat mungkin.

 

DHCP, VLAN, dan Roaming Adalah Tempat Arsitektur Menjadi Praktis

Menjembatani Menyederhanakan Kontinuitas Alamat tetapi Memperluas Domain Siaran

Salah satu daya tarik Layer 2 adalah perangkat dapat tetap berada dalam subnet IP yang sama meskipun terhubung melalui bagian mesh yang berbeda. Server DHCP terpusat dapat terus menetapkan alamat di seluruh domain yang dijembatani, dan perangkat tetap dapat mempertahankan konfigurasi yang awalnya dirancang untuk LAN Ethernet biasa. Hal ini dapat menyederhanakan penerapan yang melibatkan pengontrol lama, kamera, antarmuka industri, atau aplikasi yang bergantung pada penemuan lokal.

Kenyamanan yang sama menciptakan batasan arsitektural yang harus diperhatikan dengan cermat. Jika setiap Router Radio Mesh secara transparan memperluas VLAN yang sama, maka siaran terkait dan perilaku Lapisan 2 juga dapat diperluas ke seluruh topologi tersebut. Oleh karena itu, menambahkan radio lain tidak hanya dapat memperluas jangkauan RF tetapi juga kegagalan logis dan domain siaran.

Oleh karena itu, Layer 2 harus diperluas karena aplikasi membutuhkannya, bukan hanya karena bridging mudah dikonfigurasi. Kamera tetap yang harus tetap berada dalam VLAN yang ada merupakan persyaratan yang jelas. Memperluas VLAN besar di setiap node bidang 'berjaga-jaga' biasanya tidak dilakukan.

Jaring yang Dirutekan Membutuhkan Perencanaan IP yang Lebih Baik tetapi Memberikan Batasan yang Lebih Baik

Lapisan 3 memindahkan kompleksitas dari domain siaran bersama ke dalam rencana pengalamatan. Perancang jaringan perlu menentukan subnet mana yang berada di belakang setiap node atau area operasional, di mana gateway default berada, rute mana yang mengiklankan LAN yang terpasang, layanan DHCP mana yang menangani setiap segmen, dan bagaimana lalu lintas mencapai WAN eksternal atau gateway Internet. Pekerjaannya lebih terlihat di awal, namun batas-batas yang dihasilkan lebih mudah dipikirkan di kemudian hari.

Router Radio Mesh yang dirutekan dapat menjaga siaran lokal tetap lokal sambil tetap meneruskan lalu lintas aplikasi ke subnet jarak jauh. Pemecahan masalah juga menjadi lebih terstruktur karena para insinyur dapat mengidentifikasi jaringan sumber, hop berikutnya, rute, dan jaringan tujuan daripada memperlakukan seluruh infrastruktur nirkabel sebagai satu LAN yang diperluas. Sistem yang lebih besar kemudian dapat menambahkan segmen yang dirutekan baru tanpa secara otomatis memperbesar setiap domain Layer 2 yang ada.

Roaming patut mendapat perhatian khusus. Memindahkan radio atau klien antar area yang dirutekan tidak menjamin bahwa titik akhir yang terpasang akan mempertahankan alamat IP yang sama. Kesinambungan sesi bergantung pada pengalamatan, penempatan gateway, mekanisme mobilitas, dan perilaku aplikasi, sehingga harus diuji, bukan diasumsikan dari kata 'mesh.'

 

Pilih Arsitektur Dari Aplikasi, Bukan Dari Daftar Fitur

Bridging Sesuai dengan Ekstensi Ethernet Transparan

Lapisan 2 masuk akal jika persyaratannya benar-benar setara dengan memanjangkan kabel Ethernet. Kasus yang umum terjadi mencakup peralatan yang harus tetap berada di dalam VLAN yang sudah ada, sistem lama yang sulit untuk ditangani ulang, dan aplikasi yang penemuan atau perilaku kontrolnya bergantung pada kedekatan Lapisan 2. Sejumlah kecil titik akhir yang dapat diprediksi juga dapat membuat cakupan siaran mudah dipahami dan dikelola.

Tes desain yang berguna adalah sederhana: jika dua lokasi dihubungkan dengan Ethernet biasa, apakah perangkat tersebut harus berada di LAN yang sama? Jika jawabannya ya, menjembatani adalah menyelesaikan persyaratan aplikasi nyata. Jika jawabannya tidak, membuat setiap Router Radio Mesh berpartisipasi dalam satu domain Layer 2 yang besar mungkin akan menambah lalu lintas dan penggandengan operasional tanpa memberikan manfaat.

Oleh karena itu, bridging yang transparan harus diperlakukan sebagai alat jaringan yang spesifik dan bukan sebagai definisi default mesh. Tautan radio masih bisa dinamis bahkan ketika titik akhir yang terpasang melihat lingkungan Ethernet yang stabil. Yang penting adalah apakah transparansi tersebut cukup berharga untuk membenarkan perluasan batas Lapisan 2.

Perutean Sesuai dengan Jerat Dinamis dan Multi-Jaringan

Lapisan 3 menjadi semakin menarik karena penerapannya berisi LAN yang lebih independen, node seluler, grup operasional, gateway, atau batas keamanan. Setiap jaringan yang terhubung dapat memiliki rentang alamatnya sendiri sementara mesh bertukar informasi keterjangkauan dan memilih jalur di antara jaringan tersebut. Arsitektur tersebut lebih mudah untuk diskalakan tanpa memaparkan setiap titik akhir ke lingkungan siaran lokal yang sama.

Di sinilah bagian 'router' dari Mesh Radio Router menjadi lebih bermakna. Perangkat tidak lagi hanya mengangkut frame antara dua antarmuka Ethernet; ia berpartisipasi dalam memindahkan lalu lintas IP antar jaringan sementara tautan nirkabel yang mendasarinya mungkin muncul, hilang, atau berubah kualitas. Metode perutean dinamis untuk jaringan ad hoc seluler dirancang khusus untuk jenis lingkungan ini, di mana jalur tidak dapat diasumsikan tetap.

Domain perutean terpisah juga dapat membuat desain multi-gateway lebih bersih. Jaringan lapangan mungkin memerlukan satu rute menuju LAN perintah dan rute lainnya menuju backhaul eksternal, sementara lalu lintas antar perangkat lokal tetap berada dalam subnetnya sendiri. Layer 3 menyediakan mekanisme eksplisit untuk mengekspresikan hubungan tersebut.

Desain Hibrid Seringkali Lebih Masuk Akal Dibandingkan Aturan L2 atau L3

Penerapan nyata sering kali memerlukan kedua perilaku tersebut. VLAN kecil mungkin dijembatani antara dua lokasi untuk pengontrol khusus sementara sebagian besar lalu lintas dialihkan antara jaringan sisi node yang terpisah. Pendekatan tersebut menjaga Ethernet transparan di mana ia memiliki tujuan yang jelas tanpa memaksa seluruh mesh mewarisi cakupan Layer 2 yang sama.

Seri WDS HX berfungsi sebagai Router Radio Mesh industri , menggabungkan jaringan mesh dengan konektivitas Ethernet WAN/LAN, antarmuka serial RS232/485, IPv6, fungsi firewall, dan transmisi data transparan. Seri genggam dan ransel DDLmesh menambahkan dukungan VLAN, jaringan P2P, P2MP dan MP2MP terdesentralisasi, perutean dinamis, relai multi-hop, QoS, dan perutean jaringan publik opsional. Secara bersama-sama, kemampuan ini mendukung penerapan di mana konektivitas lokal yang transparan dan jaringan mesh yang dirutekan mungkin diperlukan.

Oleh karena itu, Router Radio Mesh tidak harus diperlakukan secara eksklusif sebagai jembatan atau secara eksklusif sebagai router di tingkat produk. Pendekatan yang lebih baik adalah memutuskan lalu lintas mana yang memerlukan transparansi dan mana yang mendapat manfaat dari batas perutean, lalu mengonfigurasi jaringan sesuai dengan itu.

 

Kesimpulan

Penjembatanan lapisan 2 paling berguna ketika perangkat benar-benar membutuhkan segmen Ethernet yang sama, sedangkan perutean Lapisan 3 memberikan batas subnet yang lebih bersih pada jaringan mesh yang berkembang, kontrol siaran yang lebih baik, dan manajemen jalur yang lebih fleksibel. Desain hibrid dapat masuk akal jika hanya lalu lintas terpilih yang memerlukan transparansi Lapisan 2.

Untuk penerapan yang memerlukan keseimbangan ini, Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. menawarkan router industri HX dan sistem radio DDLmesh yang dapat mendukung berbagai kebutuhan jaringan mesh. Menyesuaikan kemampuan tersebut dengan rencana lalu lintas, mobilitas, dan pengalamatan aktual membantu membangun arsitektur Mesh Radio Router yang lebih mudah dikelola dan diskalakan.

 

Pertanyaan Umum

T: Apa perbedaan antara jaringan mesh Layer 2 dan Layer 3?

J: Lapisan 2 meneruskan frame Ethernet menggunakan alamat MAC dan dapat memperluas satu LAN logis. Lapisan 3 merutekan paket IP antara subnet terpisah, memberikan batas jaringan dan kontrol siaran yang lebih jelas.

T: Apakah jembatan Layer 2 sama dengan router?

J: Tidak. Sebuah jembatan menghubungkan segmen jaringan pada Layer 2 dan meneruskan frame berdasarkan alamat MAC. Router beroperasi pada Layer 3 dan mengarahkan paket antara jaringan IP yang berbeda.

T: Kapan radio mesh harus menggunakan penghubung Layer 2?

J: Penjembatanan lapisan 2 berfungsi dengan baik ketika perangkat jarak jauh harus tetap berada di VLAN atau subnet yang sama, mempertahankan pengalamatan yang ada, atau bergantung pada penemuan tingkat Ethernet dan konektivitas transparan.

T: Kapan perutean Lapisan 3 lebih baik untuk jaringan mesh?

J: Perutean lapisan 3 lebih cocok untuk mesh yang lebih besar atau seluler dengan banyak subnet, jalur yang berubah, grup operasional terpisah, atau kebutuhan untuk menampung lalu lintas siaran.

T: Dapatkah Mesh Radio Router mendukung bridging dan routing?

J: Ya. Beberapa penerapan Mesh Radio Router menggunakan arsitektur hibrid, menjembatani VLAN tertentu atau lalu lintas lama sambil merutekan jaringan IP lain untuk meningkatkan segmentasi dan skalabilitas.

T: Apakah Lapisan 2 atau Lapisan 3 memengaruhi kinerja radio mesh?

J: Keduanya dapat mempengaruhi kinerja, namun jumlah hop, kondisi RF, transmisi ulang, lalu lintas siaran, konvergensi rute, dan waktu tayang yang tersedia seringkali lebih penting daripada overhead lapisan penerus saja.