Tietokoneverkkoa^{(computer network)} voidaan rakentaa monella eri tavalla . Mesh -verkkotopologiasta on hitaasti tulossa kotiverkkojen uusi kultastandardi, mutta mitä tarkoittaa "verkkotopologia"?

Selitämme tärkeimmät asiat, jotka sinun on tiedettävä verkkotopologiasta, miksi mesh-tekniikka on ainutlaatuinen ja miksi siitä on tulossa niin suosittu. 

Mitä "topologia" tarkoittaa?

Topologialla tarkoitetaan sitä, miten asiat on järjestetty suhteessa toisiinsa. Esimerkiksi alueen topologista karttaa ei käytetä paljoa yksityiskohtaiseen navigointiin, mutta se näyttää "isokuvan" kiinnostavien paikkojen järjestyksen.

Tietojenkäsittelytieteen ja verkkojen kontekstissa topologialla tarkoitetaan sitä, kuinka verkon elementit linkitetään toisiinsa. Se kuvaa, mitkä verkon solmut voivat kommunikoida suoraan ennen siirtymistä toisen solmun kautta.

Muut verkkotopologiatyypit

Verkkotopologiaa on viisi yleistä tyyppiä, joista jokaisella on etunsa ja haittansa.

Lineaarisissa väylätopologiaverkoissa^{(Linear Bus Topology )} kaikki solmut on kytketty yhteen kaapeliin. Tämä kaapeli tunnetaan "runkoverkon" liitännänä, jossa on "pääte" tämän pääkaapelin molemmissa päissä. Data virtaa vain yhteen suuntaan kerrallaan, joka tunnetaan nimellä "half-duplex" -järjestelmä.

Tämä on yksinkertainen verkkoasetus, joka ei vaadi paljon kaapelointia. Väylätopologian heikkous on kuitenkin se, että koko verkko lakkaa toimimasta, jos jokin menee pieleen runkokaapelissa. On myös vaikea määrittää, mikä verkon laite saattaa aiheuttaa ongelmia, mikä tekee vianetsinnästä aikaa vievää.

Ring Topology -verkoissa ei ole yhtä kaapelia, jonka molemmissa päissä on päätteet. Sen sijaan kaikki solmut on järjestetty ympyrään, ja jokaisella solmulla on aina toinen solmu molemmilla puolilla. Toisin kuin lineaariset väylätopologiaverkot, rengastopologiaverkot toimivat full-duplex-tilassa, jotta dataa voidaan lähettää ja vastaanottaa samanaikaisesti. Kuten väylätopologia, mikä tahansa vika kaapelissa kaataa koko verkon.

Star Topology -verkot ovat nykyään yleisin kotiverkkotyyppi. Täällä kaikilla verkon solmuilla on suora yhteys keskuslaitteeseen. Tämä voi olla verkkokytkin, keskitin tai reititin. Kaikki verkkoliikenne kulkee tämän ensisijaisen laitteen kautta.

Yksi tämän topologian haittapuoli on mahdollisuus verkon ruuhkautumiseen ja tietysti keskitinlaite yhtenä vikakohtana. Se vaatii myös paljon enemmän kaapelointia kuin yllä mainitut verkkotopologiat kiinteässä verkossa.

Useimmissa kotiverkoissa tämä ei kuitenkaan ole ongelma, koska useimmat laitteet on yhdistetty langattomaan reitittimeen Wi-Fi-yhteydellä^(Wi-Fi) , ja Ethernet on varattu kouralliselle laitteelle.

Tree Topology (alias Expanded Star Topology, alias Hierarchical Topology)^{(Tree Topology (aka Expanded Star Topology, aka Hierarchical Topology) )} ottaa idean tähtitopologiaverkosta ja laajentaa sen puumaiseksi arkkitehtuuriksi. Esimerkiksi kotireitittimesi on tähtitopologiasi keskus, mutta se on solmu suuremmassa tähdessä paikallisen reitittimen kanssa, joka on solmu vielä suuremmassa tähdessä. 

Eri tähtitopologiaverkot on kytketty myös runkokaapeliin, joten puutopologian ”runko” on lineaarinen väyläverkko ja ”haarat” tähtitopologiaverkkoja.

Pidä nämä yleiset verkkomallit mielessä, kun puramme verkkotopologiaa.

Verkkotopologia

Mesh-topologiaverkko^{(Mesh Topology)} tarjoaa suoran yhteyden minkä tahansa kahden solmun välillä. Toisin kuin väylä- tai rengastopologiat, verkkoliikenteen ei tarvitse kulkea verkon jokaisen solmun läpi päästäkseen määränpäähänsä. Verkkoliikenteen ei myöskään tarvitse kulkea keskuskeskittimen kautta kuten tähtitopologiassa. Mitkä tahansa kaksi solmua voivat kommunikoida yksityisesti ilman mahdollisuutta, että kukaan muu verkossa voi salakuunnella.

Tämä pätee full mesh -verkkoihin, mutta mesh-verkkotopologiaa on kahdenlaisia, joten puretaanpa ensin lyhyesti.

Täysi verkkotopologia versus osittainen verkkotopologia^{(Full Mesh Topology Versus Partial Mesh Topology)}

Verkkotopologiaa on kahdenlaisia. Full Mesh -verkoissa jokaisella^(every) verkon solmulla on point-to-point-yhteys jokaiseen toiseen solmuun . Tämä tarkoittaa, että riippumatta siitä, missä verkossa kaksi solmua sijaitsee, niiden välillä on suora langallinen tai langaton yhteys. Tämä vaatii monimutkaisimman johdotuksen, jossa on nopea määrä yhteyksiä jokaisella solmulla.

Partial Mesh -verkon suunnittelussa on sama perusfilosofia, että verkon solmut muodostavat suoran yhteyden muihin solmuihin, mutta kaikki solmut eivät ole yhteydessä kaikkiin muihin solmuihin. Jokainen solmu on kytketty ainakin yhteen toiseen solmuun ja usein useampaan kuin yhteen, mutta osittainen verkko ei ole läheskään yhtä monimutkainen.

Mesh-topologian edut

Full mesh -verkon tärkein etu on redundantit yhteydet. Vaikka suora yhteys minkä tahansa määrän solmujen välillä epäonnistuisi, ne voivat aina päästä läpi reitittämällä toisen verkkosolmun kautta, vaikka se ei olisikaan niin nopea. Vielä parempi, on helppo paikantaa, missä vika on suunnittelulla, joten asioiden korjaaminen on suhteellisen helppoa.

Siinä mielessä full mesh -verkot ovat kuin Internet kokonaisuutena, jossa ainakin yksi käyttökelpoinen tiedonsiirtoreitti on aina käytettävissä, vaikka suuret verkkosegmentit katoavat. Osittainen mesh-verkot tarjoavat vähemmän redundanssia, vaikka verkkosuunnittelijat voivat keskittyä antamaan kriittisimmille solmuille eniten yhteyksiä ja tasapainottamaan redundanssia, kustannuksia ja monimutkaisuutta.

Sen lisäksi, että mesh-verkot ovat redundantteja, niillä on merkittävä etu verkon suorituskyvyn suhteen, koska kaikki solmut voivat lähettää ja vastaanottaa dataa samanaikaisesti ja valita tehokkaimmat reitit verkon läpi. Tämä tarkoittaa luotettavaa, matalan viiveen verkkosuorituskykyä, joka on täydellinen IoT ( Internet of Things ) -asetuksiin älykkäissä kodeissa.

Mesh -verkoilla on poikkeuksellinen yksityisyys, koska tiedot liikkuvat verkkolaitteiden välillä full mesh -järjestelmissä.

Lopuksi mesh-verkoilla on erinomainen skaalautuvuus ilman, että se vaikuttaa negatiivisesti verkon suorituskykyyn tai kaistanleveyteen. Mesh-verkko voi kasvaa orgaanisesti ajan myötä lisäämällä uusia solmuja ja kiinnittämällä ne lähimpiin solmuihin (osittainen mesh) tai kaikkiin muihin muistiinpanoihin (täysverkko).

Verkkotopologian haitat

Verkkotopologian kaksi pääasiallista haittaa ovat hinta ja monimutkaisuus. Osittaiset mesh-asetukset auttavat tasapainottamaan näitä ongelmia, mutta täysverkoinen langallinen verkko on kuin yhteyksien verkko.

Mesh -verkkojen virrankulutus on suurempi kuin muiden verkkotyyppien. Tämä johtuu siitä, että kaikkien solmujen on oltava aktiivisia ja päällä, jotta ne tarjoavat datan reitityspolut. Ylläpitotaakka on myös huomattava, koska yksittäiset solmut, jotka aiheuttavat ongelmia mistä tahansa syystä, on korjattava tai vaihdettava verkon suorituskyvyn ylläpitämiseksi.

Langattomat verkkoverkot kotona

Kotona käytetyt lähiverkot ( LAN^(LANs) ) ovat perinteisesti olleet tähtitopologiaverkkoja . ^{(Area Networks)}Kaikki laitteet yhdistetään keskusreitittimeen, joko Wi-Fi- tai Ethernet -yhteydellä . Internet-yhteyksien tarve koko kodissa kasvaa älylaitteiden ja kodinkoneiden nousun myötä.

Keskitetty laite voi aiheuttaa suorituskyvyn pullonkauloja ja rajoittaa sekä langallisten yhteyksien että langattomien signaalien ulottuvuutta ilman toistimia tai laajennuksia^{(repeaters or extenders)} . Toistimissa ja laajennuksissa on monimutkaiset kokoonpanot ja huonompi verkon suorituskyky, joten ne eivät ole ihanteellinen ratkaisu koko kodin verkkoon.

Kodin mesh^(Mesh) -verkkoreitittimet ovat esimerkki osittaisista mesh-verkoista tai ehkä eräänlaisesta hybriditopologiasta. Kaikki solmut eivät ole yhteydessä jokaiseen solmuun. Sen sijaan ensisijainen solmu muodostaa yhteyden WAN -verkkoon ( Wide Area Network ), mikä on toinen tapa viitata laajempaan Internetiin kotiverkkosi ulkopuolella.

Tämä ensisijainen solmu on kytketty suoraan laitteisiin, kuten kannettaviin tietokoneisiin ja älypuhelimiin, mutta se muodostaa myös erilliset langattomat yhteydet muihin mesh-verkkoyksiköihin. Jokainen^(Every) mesh-reititin muodostaa yhteyden seuraavaan verkkoyksikköön parhaalla yhteysnopeudella ja luotettavuudella. Tämä yhteys voi olla Wi-Fin tai Ethernetin "^{(Ethernet “)} backhaulin" kautta, jossa nopea kaapeli yhdistää joitain mesh-reititinyksiköitä.

Kun laitteet liikkuvat kotona, ne jaetaan saumattomasti verkkoyksiköiden välillä, kun jokainen välittää polun Internetiin. Asiakassolmuja^(Client) , kuten älypuhelimia, ei käytetä osana verkkoa. Liikennettä ei reititetä yhden asiakaslaitteen kautta suoraan toiseen. Kaikki liikenne kulkee lähimpään mesh-reitittimen solmuun. Jos haluat laajentaa verkkoa suorituskyvyn tai kattavuuden parantamiseksi, lisää verkkoyksiköitä.

Kuten näet, kotikäyttöön tarkoitetut langattomat mesh-verkot eivät aivan vastaa todellisen mesh-verkon mallia. Sen sijaan se on enemmän kuin useita tähtitopologiaverkkoja, jotka on liitetty yhteen joukolla omistettuja mesh-aliyhteyksiä. 

Silti tämä on edistynein ja saumattomin kotiverkkoratkaisu^{(seamless home network solution)} . Voimme suositella sitä kaikille, olettaen, että budjettisi ulottuu tälle uudelle teknologialle.

What Is Mesh Network Topology?

There are many different ways to build a computer network. Mesh network topology is slowly becoming the new gold standard for home networks, but what does it mean to have a “mesh topology”?

We’ll explain the most important things you need to know about network topology, why mesh technology is unique, and why it’s becoming so popular. 

What Does “Topology” Mean?

Topology refers to how things are arranged in relation to each other. For example, an area’s topological map isn’t used much for detailed navigation, but it shows the “big picture” arrangement of points of interest.

In the context of computer science and networks, topology refers to how the elements of a network are linked together. It describes which nodes on a network can communicate directly before going through another node.

Other Types of Network Topology

There are five general types of network topology, each with its advantages and disadvantages.

Linear Bus Topology networks have all nodes connected to a single cable. This cable is known as a “backbone” connection, with a “terminator” at each end of this main cable. Data only flows in one direction at a time, known as a “half-duplex” system.

This is a simple network setup that doesn’t require much cabling. However, the weakness in a bus topology is that the entire network stops functioning if anything goes wrong with the backbone cable. It’s also hard to pinpoint which device on the network might be causing issues, making troubleshooting time-consuming.

Ring Topology networks don’t have a single cable with terminators on each end. Instead, all the nodes are arranged in a circle, with every node always having another node on both sides. Unlike linear bus topology networks, ring topology networks operate in a full-duplex mode so that data can be sent and received simultaneously. Like bus topology, any fault in the cable brings the whole network down.

Star Topology networks are the most common type of home network today. Here, all of the nodes in the network have a direct connection to a central device. This can be a network switch, hub, or router. All network traffic flows through this primary device.

One disadvantage of this topology is the potential for network congestion and, of course, the hub device as a single point of failure. It also requires much more cabling than the above network topologies in a wired network.

However, in most home networks, this is a non-issue since most devices are connected to the wireless router using Wi-Fi, with Ethernet reserved for a handful of devices.

Tree Topology (aka Expanded Star Topology, aka Hierarchical Topology) takes the idea of a star topology network and expands it into a tree-like architecture. For example, your home router is the center of your star topology, but it’s a node on a bigger star with a local router, which is a node on an even bigger star. 

The different star topology networks are also connected to a backbone cable, so the “trunk” of the tree topology is a linear bus network, and the “branches” are star topology networks.

Keep these general network designs in mind as we unpack mesh topology.

Mesh Topology

A Mesh Topology network offers a direct connection between any two nodes. Unlike bus or ring topologies, network traffic doesn’t have to pass through every node on the network to reach its destination. Nor does network traffic have to pass through a central hub as it does with a star topology. Any two nodes can communicate privately, with no chance that anyone else on the network can eavesdrop.

That’s true of full mesh networks, but there are two types of mesh network topology, so let’s briefly unpack the first.

Full Mesh Topology Versus Partial Mesh Topology

There are two types of mesh topology. In Full Mesh networks, every node on the network has a point-to-point connection to every other node. This means that no matter where two nodes are located on the network, there’s a direct wired or wireless connection between them. This requires the most complex wiring with the number of connections rapidly with every node added.

A Partial Mesh network has the same basic philosophy in its design that nodes on the network connect directly to other nodes, but not every node is connected to every other node. Every node is connected to at least one other node, and often more than one, but the partial mesh isn’t nearly as complex.

The Advantages of Mesh Topology

The main advantage of a full mesh network is redundant connections. Even if a direct connection between any number of nodes fails, they can always get through by routing through another network node, even if it isn’t as fast. Even better, it’s easy to pinpoint where the fault is by design, so fixing things is relatively easy.

In that sense, full mesh networks are like the internet as a whole, where at least one viable route for data transmission is always available, even if large network segments go down. Partial mesh networks offer less redundancy, although the network designers can concentrate on giving the most critical nodes the most connections, balancing redundancy, cost, and complexity.

Besides being redundant, mesh networks have a significant advantage regarding network performance since nodes can all send and receive data simultaneously, choosing the most efficient routes through the network. This means reliable, low latency networking performance perfect for IoT (Internet of Things) setups in smart homes.

Mesh networks have exceptional privacy since data moves between network devices in full mesh systems.

Finally, mesh networks have excellent scalability without negatively affecting network performance or bandwidth. A mesh network can grow organically over time by adding new nodes and hooking them into the nearest nodes (partial mesh) or all other notes (full mesh).

The Disadvantages of Mesh Topology

The two main disadvantages of mesh topology are cost and complexity. Partial mesh setups help balance these issues, but a full-mesh, wired network is like a spider’s web of connections.

Mesh networks have higher power consumption than other network types. That’s because all nodes must be active and turned on to provide routing paths for data. There’s also a significant maintenance burden since individual nodes that develop issues for any reason must be fixed or replaced to maintain network performance.

Wireless Mesh Networks in the Home

Local Area Networks (LANs) used in the home have traditionally been star topology networks. All devices connect to a central router, whether by Wi-Fi or Ethernet. The need for internet connectivity in the entire home is growing with the rise of smart devices and home appliances.

A centralized device can cause performance bottlenecks and limit the reach of both wired connections and wireless signals without using repeaters or extenders. Repeaters and extenders come with complex configurations and worse network performance, so they aren’t the ideal solution for whole-home networking.

Mesh network routers in the home are an example of partial mesh networks or perhaps a type of hybrid topology. Not all nodes are connected to every node. Instead, the primary node connects to the WAN (Wide Area Network), which is another way of referring to the greater internet beyond your home network.

That primary node is connected directly to devices like laptops and smartphones, but it also sets up dedicated wireless connections to other mesh network units. Every mesh router connects to the following mesh unit with the best connection speed and reliability. That connection can be over Wi-Fi or through Ethernet “backhaul,” where a high-speed cable connects some mesh router units.

As devices move around the home, they are seamlessly handed off between mesh units as each one relays the path to the internet. Client nodes such as smartphones are not used as part of the mesh. No traffic is routed through one client device directly to another. All traffic passes to the nearest mesh router node. If you want to expand the network to improve performance or coverage, add more mesh units.

As you can see, “mesh” wireless networks for home use don’t quite match the template of an actual mesh network. Instead, it’s more like having several star-topology networks linked together by a set of dedicated mesh sub-connections. 

Still, this is the most advanced and seamless home network solution. One we can recommend to anyone, assuming your budget will stretch to this new technology.

Related posts

• Ilmaiset langattomat verkkotyökalut Windows 10:lle

• Kuinka poistaa verkko käytöstä Windows Sandboxissa Windows 10:ssä

• Verkon nollaus: Asenna verkkosovittimet ja verkkokomponentit uudelleen

• Xbox-verkkoyhteyden käyttäminen Windows 10:ssä Xbox Live -yhteytesi tarkistamiseksi

• 8 helppoa tapaa tehdä verkkoyhteyden vianmääritys

• Parhaat Windowsin komentorivin verkkokomennot

• Mikä Localhost on ja kuinka voit käyttää sitä?

• HDG selittää: Mikä on tietokoneportti ja mihin niitä käytetään?

• HDG selittää: Mikä on RFID ja mihin sitä voidaan käyttää?

• 8 helppoa Raspberry Pi -projektia aloittelijoille

• Ihmiset-sovelluksen käyttäminen sosiaalisen verkostoitumisen tilien hallintaan

• Kuinka korjata "Lataus epäonnistui: Verkkovirhe" Chromessa

• Mikä Mesh-viestintä on ja miten se toimii?

• Tiettyjen kotiverkon laitteiden lisääminen sallittujen luetteloon hakkereiden estämiseksi

• Kuinka korjata "Sinulla ei ole oikeutta lähettää tälle vastaanottajalle"

• Kuinka löytää paras Wi-Fi-kanava Windowsissa, Macissa ja Linuxissa

• Kirja-arvostelu - Kotiverkkojen All-in-One Desk Reference for Dummies

• Kuinka korjata "IP-osoitetta ei voi uusia" Windowsissa

• 8 parasta sosiaalisen verkostoitumisen sivustoa yritysammattilaisille LinkedInin lisäksi

• 8 parasta sosiaalisen verkostoitumisen sivustoa graafisille suunnittelijoille portfolionsa esittelyyn