Co to jest topologia sieci mesh?

Istnieje wiele różnych sposobów na budowęśieć komputerowa. Topologia sieci siatki powoli staje się nowym złotym standardem dla sieci domowych, ale co to znaczy mieć „topologię siatki”?

Wyjaśnimy najważniejsze rzeczy, które musisz wiedzieć o topologii sieci, dlaczego technologia siatki jest wyjątkowa i dlaczego staje się tak popularna.

W kontekście informatyki i sieci topologia odnosi się do tego, w jaki sposób elementy sieci są połączone. Opisuje, które węzły w sieci mogą komunikować się bezpośrednio przed przejściem przez inny węzeł.

Inne rodzaje topologii sieci

Istnieje pięć ogólnych rodzajów topologii sieci, każdy z jego zaletami i wadami.

Liniowa topologia autobusów Sieci mają wszystkie węzły podłączone do jednego kabla. Kabel ten jest znany jako połączenie „kręgosłupa” z „terminatorem” na każdym końcu tego głównego kabla. Dane płyną tylko w jednym kierunku na raz, znany jako system „pół-dupleks”.

Jest to prosta konfiguracja sieci, która nie wymaga dużo okablowania. Jednak osłabienie topologii autobusu polega na tym, że cała sieć przestaje działać, jeśli coś pójdzie nie tak z kablem szkieletu. Trudno również wskazać, które urządzenie w sieci może powodować problemy, co sprawia, że ​​rozwiązywanie problemów czasochłonnych.

Topologia pierścienia Sieci nie mają ani jednego kabla z terminatorami na każdym końcu. Zamiast tego wszystkie węzły są ułożone w kółko, przy czym każdy węzeł zawsze ma inny węzeł po obu stronach. W przeciwieństwie do liniowych sieci topologii magistrali, sieci topologii pierścieni działają w trybie pełnego dupleksu, aby dane mogły być wysyłane i odbierane jednocześnie. Podobnie jak topologia magistrali, każda błąd w kablu obniża całą sieć.

Topologia gwiazd Sieci są dziś najczęstszym rodzajem sieci domowej. Tutaj wszystkie węzły w sieci mają bezpośrednie połączenie z urządzeniem centralnym. Może to być przełącznik sieciowy, hub lub router. Cały ruch sieciowy przepływa przez to urządzenie podstawowe.

Jedną z wad tej topologii jest potencjał przeciążenia sieciowego i, oczywiście, urządzenie piasty jako pojedynczy punkt awarii. Wymaga również znacznie więcej okablowania niż powyższe topologie sieci w sieci przewodowej.

Jednak w większości sieci domowych nie jest to problem, ponieważ większość urządzeń jest podłączona do routera bezprzewodowego za pomocą Wi-Fi, z Ethernet zarezerwowany dla garści urządzeń.

Tree Topology (alias Exted Star Topology, aka hierarchiczna topologia) bierze pomysł sieci topologii gwiazd i rozszerza ją w architekturę przypominającą drzewo. Na przykład router domowy jest centrum twojej topologii gwiazd, ale jest węzłem na większej gwiazdy z lokalnym routerem, który jest węzłem na jeszcze większej gwiazdy.

Różne sieci topologii gwiazd są również podłączone do kabla kręgosłupa, więc „bagażnik” topologii drzewa to liniowa sieć magistrali, a „gałęzie” to sieci topologii gwiazd.

Pamiętaj o tych ogólnych projektach sieci, gdy rozpakowaliśmy topologię siatki.

Topologia siatki

Sieć topologii siatki oferuje bezpośrednie połączenie między dowolnymi dwoma węzłami. W przeciwieństwie do topologii autobusowych lub pierścieniowych, ruch sieciowy nie musi przechodzić przez każdy węzeł w sieci, aby dotrzeć do miejsca docelowego. Ruch sieciowy nie musi również przechodzić przez centralne centrum, podobnie jak z topologią gwiazd. Każde dwa węzły mogą się komunikować prywatnie, bez szans, że ktokolwiek inny w sieci może podsłuchiwać.

To prawda Pełna siatka Sieci, ale istnieją dwa rodzaje topologii sieci, więc krótko rozpakujmy pierwszy.

Pełna topologia siatki a częściowa topologia siatki

Istnieją dwa rodzaje topologii siatki. W Pełna siatka Sieci, każdy Węzeł w sieci ma połączenie punkt-punkt z każdym innym węzłem. Oznacza to, że bez względu na to, gdzie w sieci znajdują się dwa węzły, istnieje między nimi bezpośrednie połączenie przewodowe lub bezprzewodowe. Wymaga to najbardziej złożonego okablowania z szybkim liczbą połączeń z każdym dodanym węzłem.

A Częściowa siatka Sieć ma tę samą podstawową filozofię w swoim projekcie, które węzły w sieci łączą się bezpośrednio z innymi węzłami, ale nie każdy węzeł jest podłączony do każdego innego węzła. Każdy węzeł jest podłączony do co najmniej jednego innego węzła, a często więcej niż jeden, ale częściowa siatka nie jest tak złożona.

Zalety topologii siatki

Główną zaletą pełnej siatki są zbędne połączenia. Nawet jeśli bezpośrednie połączenie między dowolną liczbą węzłów nie powiedzie się, zawsze mogą przejść przez kierowanie innym węzłem sieciowym, nawet jeśli nie jest tak szybki. Co więcej, łatwo jest wskazać, gdzie jest usterka według projektu, więc naprawienie rzeczy jest stosunkowo łatwe.

W tym sensie pełne sieci siatki są jak Internet jako całość, w której co najmniej jedna realna trasa do transmisji danych jest zawsze dostępna, nawet jeśli duże segmenty sieci spadają. Częściowe sieci mesh oferują mniejszą nadmiarowość, chociaż projektanci sieci mogą skoncentrować.

Oprócz zbędności, sieci mesh mają znaczącą przewagę w zakresie wydajności sieci, ponieważ węzły mogą jednocześnie wysyłać i odbierać dane, wybierając najbardziej wydajne trasy za pośrednictwem sieci. Oznacza to niezawodne, nisko opóźnione wydajność sieci idealna dla konfiguracji IoT (Internet of Things) w inteligentnych domach.

Sieci siatkowe mają wyjątkową prywatność, ponieważ dane przemieszczają się między urządzeniami sieciowymi w systemach pełnych siatki.

Wreszcie, sieci MESH mają doskonałą skalowalność bez negatywnego wpływu na wydajność sieci lub przepustowość. Sieć siatki może z czasem rosnąć organicznie, dodając nowe węzły i zaczepiając je do najbliższych węzłów (częściowa siatka) lub wszystkie inne notatki (pełna siatka).

Wady topologii siatki

Dwa główne wady topologii siatki to koszty i złożoność. Częściowe konfiguracje siatki pomagają zrównoważyć te problemy, ale pełna, przewodowa sieć jest jak sieć połączeń Spider.

Sieci siatkowe mają większe zużycie energii niż inne typy sieci. To dlatego, że wszystkie węzły muszą być aktywne i włączone, aby zapewnić ścieżki routingu danych. Istnieje również znaczne obciążenie konserwacyjne, ponieważ poszczególne węzły, które opracowują problemy z dowolnego powodu, muszą zostać ustalone lub zastąpione w celu utrzymania wydajności sieci.

Sieci sieciowe w domu

Lokalne sieci (LANS) używane w domu tradycyjnie były gwiazdami sieci topologii. Wszystkie urządzenia łączą się z centralnym routerem, czy to przez Wi-Fi, czy Ethernet. Potrzeba łączności internetowej w całym domu rośnie wraz z rozwojem inteligentnych urządzeń i urządzeń domowych.

Scentralizowane urządzenie może powodować wąskie gardła wydajności i ograniczyć zasięg zarówno połączeń przewodowych, jak i sygnałów bezprzewodowych bez używania repeaterów lub przedłużaczy. Repeatery i przedłużacze są wyposażone w złożone konfiguracje i gorszą wydajność sieci, więc nie są idealnym rozwiązaniem dla sieci w całym domu.

Routery sieciowe w domu są przykładem częściowych sieci siatkowych lub być może rodzaju topologii hybrydowej. Nie wszystkie węzły są podłączone do każdego węzła. Zamiast tego węzeł podstawowy łączy się z WAN (sieć szerokiej obszaru), który jest innym sposobem odniesienia się do większego Internetu poza siecią domową.

Ten główny węzeł jest podłączony bezpośrednio do urządzeń takich jak laptopy i smartfony, ale także konfiguruje dedykowane połączenia bezprzewodowe z innymi jednostkami sieciowymi o siatce. Każdy router z siatki łączy się z następującą jednostką z najlepszą prędkością i niezawodnością połączenia. To połączenie może być ponad Wi-Fi lub za pośrednictwem Ethernet „Backhaul”, w którym kabel z dużą prędkością łączy niektóre jednostki routera z siatki.

W miarę jak urządzenia poruszają się po domu, są płynnie przekazywane między jednostkami siatkowymi, ponieważ każda z nich przenika ścieżkę do Internetu. Węzły klientów, takie jak smartfony, nie są używane jako część siatki. Nie jest kierowany ruchem przez jedno urządzenie klienckie bezpośrednio do drugiego. Cały ruch przechodzi do najbliższego węzła routera z siatki. Jeśli chcesz rozszerzyć sieć, aby poprawić wydajność lub zasięg, dodaj więcej jednostek o siatce.

Jak widać, sieci bezprzewodowe „siatki” do użytku domowego nie do końca pasują do szablonu rzeczywistej sieci siatki. Zamiast tego bardziej przypomina połączenie kilku sieci Topology Star-Topology z zestawem dedykowanych podłączeń z siatki.

Jest to jednak najbardziej zaawansowane i bezproblemowe rozwiązanie sieci domowej. Taki, który możemy polecić każdemu, zakładając, że Twój budżet rozciągnie się na tę nową technologię.