En la era de la comunicación inalámbrica y la conectividad en tiempo real, las redes de malla móvil ad-hoc (MANET) se han convertido en un componente crucial para garantizar la comunicación en entornos dinámicos y sin infraestructura fija. Estas redes, formadas por nodos móviles que se conectan dinámicamente entre sí permitiendo transmisión y recepción de datos, poseen particularidades que requieren de herramientas avanzadas para su estudio y evaluación. Mesh Network Lab surge como una solución poderosa y flexible para la emulación y pruebas de estas redes, soportando una amplia variedad de protocolos de enrutamiento y simulando condiciones realistas de redes inalámbricas a gran escala. Mesh Network Lab es una plataforma de código abierto desarrollada para permitir la emulación detallada de redes MANET. Su concepto base se fundamenta en el uso de namespaces de red en Linux para representar cada nodo de la red en un entorno virtual independiente, lo que da la posibilidad de ejecutar diferentes protocolos de enrutamiento y simular interacciones y dinámicas de comunicación realistas.
Entre los protocolos soportados destacan Babel, Batman-adv, OLSR (tanto versión 1 como 2), BMX en sus versiones 6 y 7, Yggdrasil y CJDNS, todos ellos populares en comunidades que trabajan con tecnologías de red inalámbrica, descentralizada y mesh. Una de las principales ventajas de Mesh Network Lab es su capacidad para configurar redes de hasta cientos o incluso miles de nodos dependiendo del tráfico simulado y los recursos disponibles del hardware. Esto lo convierte en una herramienta ideal para investigadores y desarrolladores que desean evaluar el comportamiento de protocolos en entornos que simulan escenarios reales o sucedáneos complejos sin la necesidad de desplegar físicamente la red. Las redes que se generan en Mesh Network Lab se describen mediante archivos JSON, donde el usuario puede definir nodos y enlaces entre ellos, especificando variables como tasas de ancho de banda, latencias, pérdida de paquetes y otras características del canal que afecten el rendimiento. A partir de estos archivos, el sistema crea el entorno virtual mediante Linux network namespaces y configura las interfaces de red virtuales para cada nodo, conectándolos mediante switches simulados que replican el comportamiento esperado de una red real.
Mesh Network Lab también permite gestionar la movilidad de nodos, un aspecto clave en el estudio de MANETs, donde los dispositivos cambian de posición e interactúan de manera dinámica. Esta movilidad se puede definir y simular mediante funciones que modifican constantemente la topología de la red, permitiendo el análisis del impacto de este cambio en la estabilidad, rendimiento y capacidad de enrutamiento de la red. Los protocolos de enrutamiento que soporta Mesh Network Lab están entre los más utilizados en redes mesh y vehiculares. Babel es un protocolo moderno que combina eficiencia con resistencia a fallos, empleado en redes inalámbricas y cableadas. Batman-adv es un protocolo robusto desarrollado originalmente para redes comunitarias como Freifunk.
OLSR, tanto en su versión 1 como 2, es un protocolo proactivo que permite rutas optimizadas sobre topologías móviles. BMX ofrece versiones diferentes enfocadas en distintos espectros de escenarios y escalabilidad. Yggdrasil y CJDNS, por otro lado, son protocolos que brindan soluciones de enrutamiento segura y descentralizada con cifrado integrado, ideales para escenarios que requieren privacidad y resistencia a interferencias externas. La instalación de Mesh Network Lab es sencilla para quienes cuentan con un entorno Linux moderno, ya que se apoyan en herramientas estándar como iproute2, ping y pkill, además de scripts en Python 3 para orquestar la configuración y ejecución de pruebas. Para utilizar Batman-adv, es necesario contar con la utilidad batctl, mientras que otros protocolos pueden requerir paquetes específicos, disponibles en los repositorios habituales o mediante compilación desde código fuente.
Mesh Network Lab también facilita la ejecución distribuida en varios equipos, permitiendo la segmentación de nodos en diversos hosts Linux conectados por red, lo que optimiza el rendimiento general y permite la simulación de redes aún más grandes y complejas. Para ello, se utiliza SSH con configuraciones específicas para acelerar la conexión y minimizar la latencia entre los procesos. El control fino sobre aspectos como limitación del ancho de banda, latencia variable y pérdida de paquetes se realiza mediante comandos de control de tráfico (traffic control) de Linux, aplicando reglas que reproducen las condiciones reales de comunicación inalámbrica, como interferencias, calidad variable del enlace y congestión. Esta característica permite comparar con precisión el desempeño de los protocolos ante condiciones adversas o cambiantes. El proyecto incluye herramientas para ejecutar pruebas automáticas, recoger métricas y generar gráficos gráficos y modos visuales de análisis, facilitando la interpretación de resultados y promoviendo una mejor comprensión de las dinámicas internas de las redes e impacto del protocolo empleado.
Entre estas herramientas se encuentran scripts para enviar pings entre nodos, medir tráfico generado, analizar rutas y recolectar estadísticas de rendimiento de forma clara y sistemática. Mesh Network Lab no es un simulador de eventos discretos al estilo de NS-2 o NS-3, que requieren modificaciones en el código de los protocolos y pueden lograr simulaciones aceleradas. En cambio, su enfoque es la emulación lo más cercana posible a la ejecución real del protocolo, generando resultados realistas y comparables con despliegues en producción, aunque a costa de una ejecución en tiempo real y dependencia directa del rendimiento del hardware. Entre los retos y consideraciones al utilizar Mesh Network Lab, destaca la necesidad de controlar el número de archivos abiertos y procesos simultáneos para evitar errores del sistema operativo, lo que se puede manejar mediante configuraciones de límites de usuarios. También es recomendable limitar la utilización del CPU y aplicar técnicas de ralentización del tiempo para minimizar interferencias del sistema operativo en la ejecución de los protocolos.
Otra faceta importante es la capacidad para exponer nodos individuales dentro de la red simulada a Internet, mediante la creación de interfaces virtuales y reglas de enmascaramiento de paquetes (NAT), lo que permite pruebas de interacción con redes externas y potenciales escenarios híbridos. En conclusión, Mesh Network Lab se presenta como una herramienta excepcionalmente versátil para la investigación y desarrollo de redes mesh y MANETs. Su enfoque basado en namespaces y la empleo de protocolos reales permiten realizar pruebas detalladas y escalables en un entorno controlado, de manera eficiente y con resultados valiosos para la comunidad técnica y académica. Para cualquiera que trabaje en la implementación, evaluación o mejora de protocolos de enrutamiento para redes móviles ad-hoc, Mesh Network Lab representa un recurso privilegiado que combina flexibilidad, detalle y facilidad de uso, permitiendo llevar ideas desde la simulación básica hasta análisis en profundidad que ayudan a entender mejor las complejidades de las comunicaciones inalámbricas modernas. El avance constante de tecnologías basadas en redes descentralizadas, como las implementadas con Yggdrasil o CJDNS, también encuentra en este entorno un campo ideal de pruebas para innovar en seguridad, privacidad y escalabilidad, aspectos cada vez más demandados en la actualidad.
Finalmente, el ecosistema alrededor de Mesh Network Lab, incluyendo herramientas de representación gráfica como MeshGraphViewer o integración con otras plataformas y simuladores, amplía aún más el potencial de esta plataforma como centro de experimentación y aprendizaje para quienes buscan profundizar en el apasionante mundo de las redes móviles ad-hoc.
