Existuje mnoho různých způsobů, jak vytvořit počítačová síť. Topologie sítě typu mesh se pomalu stává novým zlatým standardem pro domácí sítě, ale co to znamená mít „topologii sítě“?
Vysvětlíme vám nejdůležitější věci, které potřebujete vědět o topologii sítě, proč je technologie mesh jedinečná a proč se stává tak populární.
Co znamená „topologie“?
Topologie se týká toho, jak jsou věci ve vztahu k sobě uspořádány. Například topologická mapa oblasti se pro podrobnou navigaci příliš nepoužívá, ale ukazuje „velký obrázek“ uspořádání bodů zájmu.
V kontextu informatiky a sítí se topologie týká toho, jak jsou prvky sítě vzájemně propojeny. Popisuje, které uzly v síti mohou komunikovat přímo, než projdou jiným uzlem.
Další typy topologie sítě
Existuje pět obecných typů topologie sítě, z nichž každý má své výhody a nevýhody.
Topologie lineární sběrnice sítě mají všechny uzly připojené k jedinému kabelu. Tento kabel je známý jako „páteřní“ připojení s „terminátorem“ na každém konci tohoto hlavního kabelu. Data proudí vždy pouze jedním směrem, známý jako „poloviční duplexní“ systém.
Jedná se o jednoduché nastavení sítě, které nevyžaduje mnoho kabelů. Slabinou topologie sběrnice je však to, že celá síť přestane fungovat, pokud se něco pokazí na páteřním kabelu. Je také těžké určit, které zařízení v síti může způsobovat problémy, takže odstraňování problémů je časově náročné.
Kruhová topologie sítě nemají jediný kabel s terminátory na každém konci. Místo toho jsou všechny uzly uspořádány do kruhu, přičemž každý uzel má vždy další uzel na obou stranách. Na rozdíl od sítí s lineární topologií sběrnic fungují sítě s kruhovou topologií v plně duplexním režimu, takže data lze odesílat a přijímat současně. Stejně jako topologie sběrnice, jakákoliv chyba v kabelu způsobí výpadek celé sítě.
Hvězdická topologie sítě jsou dnes nejběžnějším typem domácí sítě. Zde mají všechny uzly v síti přímé připojení k centrálnímu zařízení. Může to být síťový přepínač, rozbočovač nebo směrovač. Veškerý síťový provoz prochází tímto primárním zařízením..
Jednou nevýhodou této topologie je možnost zahlcení sítě a samozřejmě také rozbočovač jako jediný bod selhání. Vyžaduje také mnohem více kabelů než výše uvedené síťové topologie v kabelové síti.
Ve většině domácích sítí to však není problém, protože většina zařízení je připojena k bezdrátovému směrovači pomocí Wi-Fi, přičemž Ethernet je vyhrazen pro hrstku zařízení.
Stromová topologie (neboli Expanded Star Topology, neboli Hierarchická topologie) přebírá myšlenku sítě hvězdicové topologie a rozšiřuje ji do stromové architektury. Například váš domácí směrovač je středem vaší hvězdné topologie, ale je to uzel na větší hvězdě s místním směrovačem, což je uzel na ještě větší hvězdě.
Různé sítě hvězdicové topologie jsou také připojeny k páteřnímu kabelu, takže „kmen“ stromové topologie je síť lineární sběrnice a „větve“ jsou sítě hvězdicové topologie.
Při rozbalování topologie sítě mějte na paměti tyto obecné návrhy sítí.
Topologie sítě
Síť topologie Mesh nabízí přímé spojení mezi libovolnými dvěma uzly. Na rozdíl od sběrnicové nebo kruhové topologie nemusí síťový provoz procházet všemi uzly v síti, aby dosáhl svého cíle. Síťový provoz také nemusí procházet centrálním uzlem, jako je tomu u hvězdicové topologie. Jakékoli dva uzly mohou komunikovat soukromě, bez šance, že by je mohl někdo v síti odposlouchávat.
To platí pro sítě full mesh, ale existují dva typy topologie mesh sítě, takže si stručně rozeberme první.
Topologie plné sítě versus topologie částečné sítě
Existují dva typy topologie sítě. V sítích Full Mesh má každýuzel v síti spojení typu point-to-point s každým dalším uzlem. To znamená, že bez ohledu na to, kde se dva uzly v síti nacházejí, existuje mezi nimi přímé kabelové nebo bezdrátové spojení. To vyžaduje nejsložitější kabeláž s rychlým počtem připojení s každým přidaným uzlem.
Síť Partial Mesh má ve svém návrhu stejnou základní filozofii, že se uzly v síti připojují přímo k jiným uzlům, ale ne každý uzel je připojen ke každému jinému uzlu. Každý uzel je připojen alespoň k jednomu dalšímu uzlu a často k více než jednomu, ale částečná síť není zdaleka tak složitá..
Výhody topologie sítě
Hlavní výhodou úplné mesh sítě jsou redundantní připojení. I když selže přímé spojení mezi libovolným počtem uzlů, vždy se mohou dostat přes jiný síťový uzel, i když to není tak rychlé. Ještě lepší je, že je snadné určit, kde je chyba záměrně, takže oprava věcí je relativně snadná.
V tomto smyslu jsou sítě s úplnou mesh sítí jako internet jako celek, kde je vždy k dispozici alespoň jedna životaschopná cesta pro přenos dat, a to i v případě výpadku velkých segmentů sítě. Sítě s částečnou mesh nabízejí menší redundanci, i když se návrháři sítí mohou soustředit na to, aby nejkritičtějším uzlům poskytli co nejvíce připojení a vyvážili redundanci, náklady a složitost.
Kromě toho, že jsou mesh sítě redundantní, mají významnou výhodu, pokud jde o výkon sítě, protože všechny uzly mohou odesílat a přijímat data současně a vybírají si nejefektivnější trasy sítí. To znamená spolehlivý síťový výkon s nízkou latencí, který je ideální pro nastavení IoT (Internet of Things) v chytrých domácnostech.
Mesh sítě mají výjimečné soukromí, protože se data mezi síťovými zařízeními přesouvají v systémech s plnou mesh.
Sítě typu mesh mají vynikající škálovatelnost, aniž by negativně ovlivnily výkon sítě nebo šířku pásma. Síťová síť se může časem organicky rozrůstat přidáním nových uzlů a jejich připojením k nejbližším uzlům (částečná síť) nebo všem ostatním poznámkám (úplná síť).
Nevýhody topologie sítě
Dvě hlavní nevýhody topologie sítě jsou náklady a složitost. Nastavení částečné sítě pomáhá tyto problémy vyvážit, ale kabelová síť s plnou sítí je jako pavučina spojení.
Mesh sítě mají vyšší spotřebu energie než jiné typy sítí. Je to proto, že všechny uzly musí být aktivní a zapnuté, aby poskytovaly směrovací cesty pro data. Je zde také značná zátěž na údržbu, protože jednotlivé uzly, u kterých se z jakéhokoli důvodu vyskytnou problémy, musí být opraveny nebo nahrazeny, aby se zachoval výkon sítě.
Bezdrátové sítě typu Mesh v domácnosti
Local Area Networks (LAN) používané v domácnosti byly tradičně sítě hvězdicové topologie. Všechna zařízení se připojují k centrálnímu routeru, ať už přes Wi-Fi nebo Ethernet. Potřeba připojení k internetu v celé domácnosti roste s nárůstem chytrých zařízení a domácích spotřebičů..
Centralizované zařízení může způsobit omezení výkonu a omezit dosah kabelových připojení i bezdrátových signálů bez použití opakovače nebo extendery. Opakovače a extendery se dodávají se složitými konfiguracemi a horším výkonem sítě, takže nejsou ideálním řešením pro síť v celé domácnosti.
Směrovače mesh sítě v domácnosti jsou příkladem sítí s částečnou mesh nebo možná typem hybridní topologie. Ne všechny uzly jsou připojeny ke každému uzlu. Místo toho se primární uzel připojuje k WAN (Wide Area Network), což je další způsob odkazování na větší internet mimo vaši domácí síť.
Tento primární uzel je připojen přímo k zařízením, jako jsou notebooky a chytré telefony, ale také nastavuje vyhrazená bezdrátová připojení k dalším jednotkám sítě typu mesh. Každý mesh router se připojuje k následující mesh jednotce s nejlepší rychlostí a spolehlivostí připojení. Toto připojení může být přes Wi-Fi nebo přes Ethernet „backhaul“, kde vysokorychlostní kabel propojuje některé jednotky mesh routeru.
Jak se zařízení pohybují po domácnosti, jsou plynule předávána mezi síťovými jednotkami, protože každá z nich přenáší cestu k internetu. Klientské uzly, jako jsou chytré telefony, se nepoužívají jako součást sítě. Žádný provoz není směrován přes jedno klientské zařízení přímo do jiného. Veškerý provoz prochází do nejbližšího uzlu síťového směrovače. Pokud chcete síť rozšířit a zlepšit tak výkon nebo pokrytí, přidejte další mesh jednotky.
Jak vidíte, bezdrátové sítě typu mesh pro domácí použití zcela neodpovídají šabloně skutečné sítě typu mesh. Místo toho je to spíše jako mít několik sítí hvězdicové topologie propojených sadou vyhrazených síťových dílčích spojení.
Přesto se jedná o nejpokročilejší a bezproblémové řešení domácí sítě. Jednu, kterou můžeme doporučit komukoli, za předpokladu, že se váš rozpočet rozšíří na tuto novou technologii.
.