A számítógép hálózat létrehozásának sokféle módja van. A mesh hálózati topológia lassan az otthoni hálózatok új aranyszabványává válik, de mit jelent a „háló topológia”?
Elmagyarázzuk a legfontosabb tudnivalókat a hálózati topológiáról, miért egyedülálló a mesh technológia, és miért válik olyan népszerűvé.
Mit jelent a „topológia”?
A topológia a dolgok egymáshoz viszonyított elrendezésére utal. Például egy terület topológiai térképét nem nagyon használják a részletes navigációhoz, de az érdekes pontok „nagy képében” látható elrendezését mutatja.
A számítástechnika és a hálózatok kontextusában a topológia arra utal, hogy a hálózat elemei hogyan kapcsolódnak egymáshoz. Leírja, hogy a hálózat mely csomópontjai tudnak közvetlenül kommunikálni, mielőtt átmennének egy másik csomóponton.
A hálózati topológia egyéb típusai
Öt általános típusú hálózati topológia létezik, mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai.
ALineáris busz topológia hálózatok összes csomópontja egyetlen kábelhez csatlakozik. Ezt a kábelt „gerinc” csatlakozásnak nevezik, ennek a fő kábelnek mindkét végén egy „lezáróval”. Az adatok egyszerre csak egy irányban áramlanak, ez az úgynevezett „félduplex” rendszer.
Ez egy egyszerű hálózati beállítás, amely nem igényel sok kábelezést. A busztopológia gyengesége azonban az, hogy a teljes hálózat működése leáll, ha bármi baj van a gerinckábellel. Azt is nehéz meghatározni, hogy a hálózat melyik eszköze okozhat problémákat, így a hibaelhárítás időigényes.
A
gyűrűs topológia hálózatok nem rendelkeznek egyetlen kábellel, amelynek mindkét végén terminátor van. Ehelyett az összes csomópont körben van elrendezve, és minden csomópontnak mindig van egy másik csomópontja mindkét oldalon. A lineáris busz topológiai hálózatokkal ellentétben a gyűrűs topológiai hálózatok teljes duplex üzemmódban működnek, így az adatok egyidejűleg küldhetők és fogadhatók. A busz topológiához hasonlóan a kábel bármilyen hibája az egész hálózatot leállítja.
A
Csillagtopológia hálózatok ma az otthoni hálózatok leggyakoribb típusai. Itt a hálózat összes csomópontja közvetlen kapcsolatban áll egy központi eszközzel. Ez lehet hálózati kapcsoló, hub vagy útválasztó. Az összes hálózati forgalom ezen az elsődleges eszközön keresztül folyik..
E topológia egyik hátránya a hálózati torlódás lehetősége, és természetesen a hub-eszköz egyetlen hibapont. A vezetékes hálózatban a fenti hálózati topológiáknál jóval több kábelezést is igényel.
A legtöbb otthoni hálózatban azonban ez nem probléma, mivel a legtöbb eszköz Wi-Fi-n keresztül csatlakozik a vezeték nélküli útválasztóhoz, és az Ethernet csak néhány eszköz számára van fenntartva.
A
Fa-topológia (más néven kiterjesztett csillag-topológia, más néven hierarchikus topológia) a csillagtopológia-hálózat ötletét veszi át, és egy fa-szerű architektúrává bővíti. Például az otthoni útválasztó a csillag topológiájának középpontja, de ez egy csomópont egy nagyobb csillagon egy helyi útválasztóval, amely egy még nagyobb csillag csomópontja.
A különböző csillag topológiájú hálózatok szintén egy gerinckábelhez csatlakoznak, így a fa topológia „törzs” egy lineáris buszhálózat, az „ágak” pedig csillag topológiájú hálózatok.
Tartsa szem előtt ezeket az általános hálózati terveket, amikor kicsomagoljuk a mesh topológiát.
Mesh topológia
A Mesh Topology hálózat közvetlen kapcsolatot biztosít bármely két csomópont között. A busz vagy gyűrű topológiákkal ellentétben a hálózati forgalomnak nem kell áthaladnia a hálózat minden csomópontján, hogy elérje a célt. A hálózati forgalomnak sem kell központi hubon keresztülhaladnia, mint a csillag topológiánál. Bármely két csomópont privát módon kommunikálhat anélkül, hogy bárki más a hálózaton lehallgathatná.
Ez igaz a full meshhálózatokra, de kétféle mesh hálózati topológia létezik, ezért bontsuk ki röviden az elsőt.
Teljes háló topológia versus részleges háló topológia
Két típusú háló topológia létezik. A Full Mesh hálózatokban a hálózat mindencsomópontja pont-pont összeköttetésben áll az összes többi csomóponttal. Ez azt jelenti, hogy nem számít, hol található két csomópont a hálózaton, közvetlen vezetékes vagy vezeték nélküli kapcsolat van közöttük. Ehhez a legbonyolultabb huzalozásra van szükség, és minden csomópont hozzáadásával gyorsan elérhető a csatlakozások száma.
A Partial Mesh hálózat felépítésében ugyanaz az alapvető filozófia, hogy a hálózat csomópontjai közvetlenül csatlakoznak más csomópontokhoz, de nem minden csomópont kapcsolódik minden csomóponthoz. Minden csomópont legalább egy másik csomóponthoz kapcsolódik, és gyakran több is, de a részleges háló közel sem olyan bonyolult..
A mesh topológia előnyei
A teljes mesh hálózat fő előnye a redundáns kapcsolatok. Még akkor is, ha tetszőleges számú csomópont között meghibásodik a közvetlen kapcsolat, mindig átjuthatnak egy másik hálózati csomóponton keresztül, még akkor is, ha az nem olyan gyors. Még ennél is jobb, hogy könnyen meghatározható, hol van a hiba a tervezés során, így a javítás viszonylag egyszerű.
Ebben az értelemben a full mesh hálózatok olyanok, mint az internet egésze, ahol mindig elérhető legalább egy életképes adatátviteli útvonal, még akkor is, ha nagy hálózati szegmensek leállnak. A részleges mesh hálózatok kevesebb redundanciát kínálnak, bár a hálózattervezők arra koncentrálhatnak, hogy a legkritikusabb csomópontoknak biztosítsák a legtöbb kapcsolatot, egyensúlyban tartva a redundanciát, a költségeket és a bonyolultságot.
Amellett, hogy redundánsak, a mesh hálózatok jelentős előnnyel rendelkeznek a hálózati teljesítmény tekintetében, mivel a csomópontok egyszerre tudnak adatokat küldeni és fogadni, és kiválasztják a leghatékonyabb útvonalakat a hálózaton keresztül. Ez megbízható, alacsony késleltetésű hálózati teljesítményt jelent, amely tökéletes az okosotthonok IoT (Internet of Things) beállításaihoz.
A mesh hálózatok kivételes adatvédelmet biztosítanak, mivel az adatok full mesh rendszerekben mozognak a hálózati eszközök között.
Végül a mesh hálózatok kiváló méretezhetőséget biztosítanak anélkül, hogy negatívan befolyásolnák a hálózati teljesítményt vagy a sávszélességet. A mesh-hálózatok idővel szervesen növekedhetnek, ha új csomópontokat adnak hozzá, és a legközelebbi csomópontokhoz (részleges háló) vagy az összes többi megjegyzéshez (teljes háló) csatlakoztatják.
A mesh topológia hátrányai
A mesh topológia két fő hátránya a költség és a bonyolultság. A részleges mesh-beállítások segítenek egyensúlyban tartani ezeket a problémákat, de a teljes mesh-es, vezetékes hálózat olyan, mint a kapcsolatok pókhálója.
A mesh hálózatok energiafogyasztása magasabb, mint a többi hálózattípus. Ennek az az oka, hogy minden csomópontnak aktívnak és bekapcsoltnak kell lennie ahhoz, hogy útválasztási útvonalat biztosítson az adatok számára. Jelentős karbantartási teher is van, mivel az egyes csomópontokat, amelyek bármilyen okból kifolyólag problémák lépnek fel, ki kell javítani vagy ki kell cserélni a hálózati teljesítmény fenntartása érdekében.
Vezeték nélküli mesh hálózatok az otthonban
Az otthoni helyi hálózatok (LAN-ok) hagyományosan csillagtopológiás hálózatok. Minden eszköz egy központi útválasztóhoz csatlakozik, akár Wi-Fi-n, akár Etherneten keresztül. Az internetkapcsolat iránti igény az egész otthonban növekszik az intelligens eszközök és háztartási gépek térnyerésével..
A központosított eszközök szűk keresztmetszeteket okozhatnak a teljesítményben, és korlátozhatják a vezetékes kapcsolatok és a vezeték nélküli jelek elérhetőségét az ismétlők vagy bővítők használata nélkül. Az átjátszók és bővítők bonyolult konfigurációkkal és rosszabb hálózati teljesítménnyel rendelkeznek, így nem ideális megoldás az egész otthoni hálózathoz.
Az otthoni mesh-hálózati útválasztók a részleges mesh-hálózatok, vagy talán a hibrid topológia egy típusa. Nem minden csomópont kapcsolódik minden csomóponthoz. Ehelyett az elsődleges csomópont a WAN-hoz (Wide Area Network) csatlakozik, ami egy másik módja annak, hogy az otthoni hálózaton túli nagyobb internetre hivatkozzon.
Ez az elsődleges csomópont közvetlenül csatlakozik olyan eszközökhöz, mint a laptopok és okostelefonok, de dedikált vezeték nélküli kapcsolatokat is létrehoz más mesh hálózati egységekkel. Minden mesh router a legjobb kapcsolati sebességgel és megbízhatósággal csatlakozik a következő mesh egységhez. Ez a kapcsolat történhet Wi-Fi-n vagy Ethernet „backhaul”-on keresztül, ahol nagy sebességű kábel köt össze néhány hálós útválasztó egységet.
Ahogy az eszközök az otthonban mozognak, zökkenőmentesen átadják őket a hálóegységek között, mivel mindegyik továbbítja az utat az internethez. Az ügyfélcsomópontokat, például az okostelefonokat, nem használják a háló részeként. A forgalom nem kerül átirányításra az egyik klienseszközön közvetlenül a másikra. Minden forgalom a legközelebbi hálós útválasztó csomóponthoz kerül. Ha bővíteni szeretné a hálózatot a teljesítmény vagy a lefedettség javítása érdekében, adjon hozzá további hálóegységeket.
Amint láthatja, az otthoni használatra szánt „hálós” vezeték nélküli hálózatok nem teljesen egyeznek egy tényleges mesh-hálózat sablonjával. Ehelyett inkább olyan, mintha több csillag-topológiás hálózat lenne összekapcsolva egy sor dedikált mesh alkapcsolattal.
Mégis ez a legfejlettebb és zökkenőmentes otthoni hálózati megoldás. Bárkinek ajánlani tudjuk, feltéve, hogy a költségvetése erre az új technológiára nyúlik.
.