无线Mesh网络接入点的研究与实现

　　1、引言

　　随着无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)、无线城域网和Ad Hoc网络(又称移动自组织网络)等无线网络技术的成熟，出现了无线Mesh网络。下一代无线因特网技术：无线Mesh网络(也称无线网状网、无线网格网等)，是一种新型的宽带无线网络结构，即一种高容量、高速率的分布结构，它不同于传统的无线网络，可以看成是无线局域网和移动Ad hoc网络的融合，且发挥两者的优势，是因特网的无线版本[1]。目前无线Mesh网络逐渐进入民用商业化研发和应用阶段。业界有摩托罗拉、诺基亚、北电网络等多家公司开发了相应的WMN产品。

　　本文简要分析了Linux 下的网络设备驱动及miniPCI接口的射频卡驱动，重点研究了无线Mesh网络中MAP基于Linux系统的开发，采用模块化来实现MAP的功能。

　　2、Linux下网络设备

　　Linux下的网络设备不同于其它的设备，它在内核中被抽象为统一的接口，用一个数据结构net_device来表示。所有对网络设备的访问都是通过这个抽象接口进行的[2]。net_device对所有类型的硬件提供了一个一致化的操作集合来处理基本数据的发送和接收，主要有硬件传输函数hard_start_xmit、向上层协议发送数据函数netif_rx。此外，网络设备中接收和发送的数据包都用数据结构sk_buff表示。它是描述Linux网络各层协议套接字缓存的数据结构，它是各层协议处理对象，无论是底层接收到的数据，还是上层下发的数据都与之关联。

　　在Linux系统中，网络设备驱动的基本结构大致分成四层，从上到下分别为协议接口层，网络设备接口层，提供实际功能的设备驱动功能层，以及网络物理设备媒介层。而MAP的开发过程中，主要有两个部分：

　　1) MAP射频卡驱动部分对应于网络设备接口层，其射频控制IC芯片能实现mesh协议处理功能，即硬件上完成mesh协议处理功能。

　　2) MAP的功能驱动部分，即实现mesh协议管理功能。它对应于协议的接口层，网络设备驱动功能层。

　　3、MAP中miniPCI接口射频卡驱动

　　本研究开发的MAP系统硬件平台是通过Atheros公司的3×3MIMIO的miniPCI射频卡，实现物理层300Mbps带宽传输速率。软件开发平台采用2.6版本内核，bootload为redboot。在Linux2.6内核中提供PCI驱动接口函数，所以本射频卡的网络驱动开发是基于miniPCI接口建立标准无线网络设备wifi0、wifi1。

　　4、WMN中MAP驱动的设计与实现

　　前面简要分析MAP空口设备的驱动，建立标准无线网络设备。在Mesh网络中， MAP通过虚拟接入点与网络邻居节点(无线终端、Mesh节点)进行关联，再通过虚拟接入点向具体射频卡的进行绑定，最后由数据包的接收和发送来实现Mesh网络的联通、路由的管理、自适应多跳等mesh协议管理功能。