一种基于无线Mesh网络的移动电子商务实验室研究

　　摘要： 随着高校创业学生增多以及移动电子商务的快速发展，对移动电子商务人才的综合实践技能的要求也越来越高。该文主要设计了一种基于无线Mesh网络的移动电子商务实验平台，通过该平台使学生对移动电子商务的实践动手有进一步提升。 　　关键词：无线Mesh网络；移动电子商务；多跳访问；拥塞 　　中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）21-4984-03 　　1 无线Mesh网络的发展 　　无线Mesh网络，由Mesh routers（路由器）和Mesh clients（客户端）组成，其中Mesh routers构成骨干网络，并和有线的internet网相连接，负责为Mesh clients提供多跳的无线internet连接。无线Mesh网络（无线网状网络）也称为“多跳（multi-hop）”网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术[1]。 　　1.1无线Mesh网络的特点 　　传统的无线网络是要求每个客户端通过专门的一条链路来接入到网络，每个客户端作为整个网络的各个终端，共享网络里面的资源。当终端A想与终端B进行通信时，必须访问接入点（AP），通过接入点来转发数据包，这种网络称为单跳网络。当接入点出错或无法链接时，终端便不能发送和接收数据。 　　而无线Mesh网络是将任何接入网络的设备节点都作为接入点（AP），网络中任何节点都可以进行接收和发送信号，同时，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信而不必通过其他路由器。该结构的优点在于：如果发送端发现它所在的最近的AP拥塞的话，那么数据包可以避开该AP，重新路由选择到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。同理，数据包不断地自动路由选择网络流量最小的路径到下一个节点进行传输，直到到达目的地为止。如果要在无线Mesh网络里添加新的节点，只需要简单的接上电源，节点可以自动进行自我配置和路径选择。 　　无线Mesh网络适用于大面积场所，其特点是通过AP将传统WLAN中的无线热点扩展为覆盖范围更大的无线热区。由于AP之间跳转的距离短，因此它所需求的传输数据的功率也小，同时会促使节点之间的无线信号干扰也较小，网络的信道利用效率和信道质量将大大提升，因而能够实现更高的网络容量。 　　1.2校园无线Mesh网络拓扑结构 　　1.3基于移动电子商务的无线Mesh路由协议选择 　　目前出现的一些无线Mesh网络路由协议可以分为两大类：基于Internet路由协议设计思路的路由协议；基于Ad hoc网络路由协议改进的无线Mesh网络路由协议[2]。 　　常用的路由协议有HWMP、ZRP、CGSR、PWRP、TBR、MSR、MR-LQSR、SRCRR、RARP，针对移动电子商务的特点，不同的应用场合可以根据自身的特点来组建无线Mesh网络。例如在电商比较集中的固定办公场所，可以使用节点移动小、吞吐量大、自适应性能好的网络路由，如PWRP 、MR-LQSR，它的特点是网络开销较小、时延小，但较复杂性；在大型网络里面，可以选择HWMP、ZRP等路由协议，它可以很灵活的适应于很大范围的场景的需求，包括固定的和移动的。此外，在某些情况下Mesh网络中的路由发现包洪泛减少。缺点是由于根节点在网络中的核心作用，容易成为网络的瓶颈；在流动非常大的商场、消费场所等，可以选择适合节点密度大、移动次数较多的路由协议，如RARP；对于负载均衡要求比较高的网络可以选择MSR路由协议[3]。 　　2 移动电子商务发展 　　移动电子商务（M-Commerce），就是利用手机、PDA等无线设备进行B2B或B2C的电子商务[4]。移动电子商务的应用主要包括：手机炒股、在线旅游、在线购物等。其中移动电子商务购物平台市场份额目前手机淘宝以62.7%占比远远领先于其他电商平台，紧跟其后的是腾讯电商（拍拍网、QQ商城、QQ网购、易讯）、苏宁易购、凡客诚品、当当网、1号店等。 　　截止2012年底，中国移动电子商务用户规模达到1.49亿人，较上一年增长62.0%。预计到2015年底，移动电子商务用户规模将达到3.52亿人。 　　2012年中国移动电子商务市场规模达到478.6亿元，较上一年增长205.4%。预计2015年中国移动电子商务市场规模将达到2536.5亿元。 　　3 基于无线Mesh网络的移动电子商务实验室研究 　　全球范围内的无线用户数量目前已经超过2亿，移动电子商务将成为未来电子商务行业的重要组成部分，高校如果可以将创业与移动电子商务发展方向紧密结合，建设出高效、安全、实战和开放的移动电子商务实验平台可以提高教学水平。 　　3.1 系统概述 　　现有的高校学生创业平台大部分基于有线网络平台，高校无线网络设施不够完善，网络流量速度慢，不能很好地让学生从事移动电子商务的创业实战。基于无线Mesh 网络的移动电子商务实验室信息系统可以为学生提供优良的上传和下载平台，学生可以通过手机、IPAD、笔记本等多种方式随时、随地、随心的从事无线移动电子商务实验学习。学生可以从事移动电子商务活动也可进行虚拟商务交易，同时解决了以往电子商务创业中受有线条件及网络拥塞及延迟的问题等条件的限制。 　　基于无线Mesh网络的移动电子商务实验室采用无线路由器和每个接入点作为一个AP，每一个AP都可以发送和接收数据，当一个节点的数据包如果发现先前选择的路径产生拥塞后，会自动选择下一个AP作为数据转发的点，重新设计路径。这就克服了在传统的WLAN中，每一个AP都需要有线接入到局域网中，并解决了用户移动性差、用户无法接入、线路拥塞、无线网络传输效率下降现象。 　　3.2系统设计 　　在进行系统设计中，应考虑无线网络、电子商务、智能终端及实验室的特点，具备以下特点： 　　1）系统的可靠性。系统必须能够长时间运行，系统的可靠性达到99.9%以上，网络的可靠性可通过冗余备份技术实现。网络承受负荷能力强，网络上传与下载测速达到5M/S以上。 　　2）系统的实用性。学生可以通过智能终端快速进入现实或模拟的移动电子商务交易，进行模拟移动电子商务中的各种下单、订单处理、后期服务等实战。 　　3）系统的开放性。系统以802.11s为协议标准，采用无线Mesh路由器，把系统建设成为一个支持多厂商平台、多种硬件环境、多种标准、能够与其他异种网络进行互联的开放式系统。 　　4）系统的安全性和灵活性。系统在设计时可以考虑配置一些服务器，如邮件服务器、万维网服务器、网络管理服务器等，同时建立虚拟电子商务平台，开发电子商务应用软件、建立教学数据库。同时也要保证数据的安全性和保密性，保证实验室系统的安全性，防止系统故障后发生一系列更严重的事项发生。 　　3.3基于802.11S的无线mesh网络子系统设计 　　实验室依据802.11s协议进行网络覆盖，将子网中的每个节点都成为发送和接收信号，在拓扑结构上采用网状多跳技术，从发送端到接收端可以有多条路径，随着移动终端设备的位置移动，网络中的每个节点都具有自动选择路径的功能，每个节点都能通过最近的节点进行数据通信，它解决了各个节点对中心节点的过度依赖，同时也解决了网络拥塞问题。 　　3.4 系统高可靠性设计 　　首先，假设节点集合GA={GT1，GT2，……，GTm}为一个数据包集合。GA的m个数据包调度到k个网络节点上转发，每个节点上的数据包数为TNi，∑TNi=m。TNi可能为可重复的节点AP，那么应用GA的可用性可以用一个串行的RBD来表示，如图4所示。其中模块Ci为网络节点到TNi的连接，GNi为数据包发送成功。 　　4 结束语 　　基于无线Mesh 网络的移动电子商务实验室信息系统，在系统的可靠性、安全性、操作实用性等方面都具有可行性，系统主要采用TCP/IP协议为基本标准。可以很好实现移动电子商务的实践模拟，在高校无线网络发展不够快速、覆盖范围小、网速慢的各种不利环境中，提供学生一个真正快速的无线网络平台，从感观及实践上达到良好的教学效果。 　　参考文献： 　　[1] 杨静.协同分布式无线Mesh 网相邻节点间最大吞吐量研究[J].计算机工程，2011，37（3）：80-82. 　　[2] 秦莹莹.无线Mesh网络路由协议研究[J].软件导刊，2012，11（2）：99-101. 　　[3] 方旭明.下一代无线因特网技术：无线Mesh网络[M].北京：人民邮电大学出版社，2006. 　　[4] 王汝林.移动商务理论与实务[M].北京：清华大学出版社，2007.冯莉.浅析我国移动电子商务的发展[J].现代经济信息，2010（21）：79-80. 　　[5] 谢逸.我国3G时代移动电子商务发展策略研究[J].经济论坛，2010（5）：151-153. 　　[6] 游春.3G移动电子商务时代的中小企业税制优化问题研究[J].税务与经济，2010（169）：74-78. 　　[7] 陈凯.4G移动通信技术解读[J].中国电子商务，2009（8）：42-44. 　　[8] 芦阳.浅析我国移动电子商务发展的动因及对策[J].江苏商论，2011（5）：55-57.