روش های مختلفی برای ساخت شبکه کامپیوتری وجود دارد. توپولوژی شبکه مش کم کم به استاندارد طلایی جدید برای شبکه های خانگی تبدیل می شود، اما داشتن یک "توپولوژی مش" به چه معناست؟
ما مهمترین چیزهایی را که باید در مورد توپولوژی شبکه بدانید، چرایی منحصر به فرد بودن فناوری مش و چرایی محبوب شدن آن توضیح خواهیم داد.
"توپولوژی" به چه معناست؟
توپولوژی به نحوه چیدمان اشیا در ارتباط با یکدیگر اشاره دارد. برای مثال، نقشه توپولوژیکی یک منطقه برای پیمایش دقیق استفاده نمی‌شود، اما آرایش «تصویر بزرگ» نقاط مورد نظر را نشان می‌دهد.
در زمینه علوم کامپیوتر و شبکه ها، توپولوژی به نحوه پیوند عناصر یک شبکه با یکدیگر اشاره دارد. این توضیح می دهد که کدام گره ها در یک شبکه می توانند مستقیماً قبل از عبور از گره دیگر ارتباط برقرار کنند.
انواع دیگر توپولوژی شبکه
پنج نوع کلی توپولوژی شبکه وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند.
توپولوژی اتوبوس خطی شبکه‌ها همه گره‌ها به یک کابل متصل هستند. این کابل به عنوان یک اتصال ستون فقرات شناخته می شود که در هر انتهای این کابل اصلی یک "ترمیناتور" وجود دارد. داده ها در یک زمان فقط در یک جهت جریان دارند که به عنوان سیستم "نیمه دوبلکس" شناخته می شود.
این یک راه اندازی شبکه ساده است که به کابل کشی زیادی نیاز ندارد. با این حال، نقطه ضعف توپولوژی باس این است که در صورت بروز مشکل در کابل ستون فقرات، کل شبکه از کار می افتد. همچنین تعیین دقیق اینکه کدام دستگاه در شبکه ممکن است باعث ایجاد مشکلات شود، دشوار است، که عیب‌یابی را زمان‌بر می‌کند.
توپولوژی حلقه شبکه‌ها یک کابل با پایان‌دهنده در هر انتها ندارند. در عوض، همه گره ها در یک دایره مرتب شده اند، به طوری که هر گره همیشه گره دیگری در دو طرف دارد. بر خلاف شبکه های توپولوژی باس خطی، شبکه های توپولوژی حلقه در حالت تمام دوبلکس کار می کنند تا داده ها به طور همزمان ارسال و دریافت شوند. مانند توپولوژی اتوبوس، هر گونه خطا در کابل کل شبکه را از کار می‌اندازد.
شبکه های
Star Topology رایج ترین نوع شبکه خانگی امروزه هستند. در اینجا، تمام گره های شبکه یک اتصال مستقیم به یک دستگاه مرکزی دارند. این می تواند سوئیچ شبکه، هاب یا روتر باشد. تمام ترافیک شبکه از طریق این دستگاه اصلی جریان دارد..
یکی از معایب این توپولوژی، پتانسیل ازدحام شبکه و البته، دستگاه هاب به عنوان یک نقطه شکست واحد است. همچنین به کابل کشی بسیار بیشتری نسبت به توپولوژی های شبکه فوق در یک شبکه سیمی نیاز دارد.
اما، در اکثر شبکه‌های خانگی، این مشکلی نیست زیرا اکثر دستگاه‌ها با استفاده از Wi-Fi به روتر بی‌سیم متصل می‌شوند و اترنت برای تعداد کمی از دستگاه‌ها رزرو شده است.
توپولوژی درختی (معروف به توپولوژی ستاره گسترش یافته، با نام توپولوژی سلسله مراتبی) ایده یک شبکه توپولوژی ستاره را می گیرد و آن را به یک معماری درخت مانند گسترش می دهد. به عنوان مثال، روتر خانگی شما مرکز توپولوژی ستاره شما است، اما یک گره روی یک ستاره بزرگتر با یک روتر محلی است، که یک گره روی یک ستاره حتی بزرگتر است.
شبکه‌های توپولوژی ستاره‌ای مختلف نیز به یک کابل ستون فقرات متصل هستند، بنابراین "تنه" توپولوژی درختی یک شبکه اتوبوس خطی است و "شاخه‌ها" شبکه‌های توپولوژی ستاره هستند.
هنگامی که توپولوژی مش را باز می کنیم، این طرح های کلی شبکه را در ذهن داشته باشید.
توپولوژی مش
یک شبکه توپولوژی مش یک اتصال مستقیم بین هر دو گره ارائه می دهد. برخلاف توپولوژی های اتوبوس یا حلقه، ترافیک شبکه برای رسیدن به مقصد نیازی به عبور از هر گره در شبکه ندارد. همچنین مانند توپولوژی ستاره نباید ترافیک شبکه از یک هاب مرکزی عبور کند. هر دو گره می توانند به صورت خصوصی با هم ارتباط برقرار کنند، بدون هیچ شانسی که دیگران در شبکه بتوانند استراق سمع کنند.
این در مورد شبکه‌های مش کاملصادق است، اما دو نوع توپولوژی شبکه مش وجود دارد، بنابراین اجازه دهید اولین مورد را به طور خلاصه باز کنیم.
توپولوژی مش کامل در مقابل توپولوژی مش جزئی
دو نوع توپولوژی مش وجود دارد. در شبکه های Full Mesh ، هرگره در شبکه یک اتصال نقطه به نقطه به هر گره دیگر دارد. این بدان معنی است که مهم نیست که دو گره در کجای شبکه قرار دارند، یک اتصال مستقیم سیمی یا بی سیم بین آنها وجود دارد. این به پیچیده ترین سیم کشی با تعداد اتصالات به سرعت با هر گره اضافه شده نیاز دارد.
شبکه Partial Mesh دارای همان فلسفه اساسی در طراحی خود است که گره های موجود در شبکه مستقیماً به گره های دیگر متصل می شوند، اما هر گره به هر گره دیگری متصل نیست. هر گره حداقل به یک گره دیگر و اغلب به بیش از یک گره متصل است، اما مش جزئی تقریباً پیچیده نیست..
مزایای توپولوژی مش
مزیت اصلی یک شبکه مش کامل اتصالات اضافی است. حتی اگر یک اتصال مستقیم بین تعدادی از گره ها با شکست مواجه شود، آنها همیشه می توانند با مسیریابی از طریق گره شبکه دیگر، حتی اگر به این سرعت نباشد، از آن عبور کنند. حتی بهتر از آن، تشخیص دقیق محل خطا از طریق طراحی آسان است، بنابراین تعمیر چیزها نسبتاً آسان است.
از این نظر، شبکه های مش کامل مانند اینترنت به عنوان یک کل هستند، که در آن حداقل یک مسیر مناسب برای انتقال داده همیشه در دسترس است، حتی اگر بخش های بزرگ شبکه از بین بروند. شبکه‌های مش جزئی افزونگی کمتری را ارائه می‌دهند، اگرچه طراحان شبکه می‌توانند روی حساس‌ترین گره‌ها بیشترین اتصالات را متمرکز کنند، افزونگی، هزینه و پیچیدگی را متعادل کنند.
علاوه بر اضافی بودن، شبکه‌های مش دارای مزیت قابل توجهی در عملکرد شبکه هستند زیرا گره‌ها می‌توانند همزمان داده‌ها را ارسال و دریافت کنند و کارآمدترین مسیرها را از طریق شبکه انتخاب کنند. این به معنای عملکرد شبکه قابل اعتماد و با تأخیر کم است که برای راه اندازی IoT (اینترنت اشیا) در خانه های هوشمند عالی است.
شبکه‌های مش دارای حریم خصوصی استثنایی هستند زیرا داده‌ها بین دستگاه‌های شبکه در سیستم‌های مش کامل جابجا می‌شوند.
در نهایت، شبکه‌های مش مقیاس‌پذیری عالی بدون تأثیر منفی بر عملکرد یا پهنای باند شبکه دارند. یک شبکه مش می تواند در طول زمان با افزودن گره های جدید و قلاب کردن آنها به نزدیک ترین گره ها (مش جزئی) یا همه نت های دیگر (مش کامل) به طور ارگانیک رشد کند.
معایب توپولوژی مش
دو نقطه ضعف اصلی توپولوژی مش عبارتند از هزینه و پیچیدگی. راه‌اندازی‌های مش جزئی به تعادل این مسائل کمک می‌کنند، اما یک شبکه تمام مش و سیمی مانند شبکه‌ای از اتصالات عنکبوت است.
شبکه‌های مش مصرف انرژی بالاتری نسبت به سایر انواع شبکه دارند. این به این دلیل است که همه گره ها باید فعال و روشن باشند تا مسیرهای مسیریابی برای داده ها فراهم شود. همچنین یک بار تعمیر و نگهداری قابل توجهی وجود دارد زیرا گره های جداگانه ای که به هر دلیلی مشکلاتی را ایجاد می کنند باید رفع یا جایگزین شوند تا عملکرد شبکه حفظ شود.
شبکه های مش بی سیم در خانه
شبکه های محلی (LAN) مورد استفاده در خانه به طور سنتی شبکه های توپولوژی ستاره ای بوده اند. همه دستگاه ها به یک روتر مرکزی متصل می شوند، چه از طریق Wi-Fi یا اترنت. با ظهور دستگاه‌های هوشمند و لوازم خانگی، نیاز به اتصال به اینترنت در کل خانه در حال افزایش است..
یک دستگاه متمرکز می تواند بدون استفاده از تکرار کننده ها یا توسعه دهنده ها باعث ایجاد گلوگاه در عملکرد شود و دسترسی به اتصالات سیمی و سیگنال های بی سیم را محدود کند. تکرارکننده‌ها و توسعه‌دهنده‌ها با پیکربندی‌های پیچیده و عملکرد شبکه بدتر عرضه می‌شوند، بنابراین راه‌حل ایده‌آل برای شبکه‌سازی کل خانه نیستند.
روترهای شبکه مش در خانه نمونه ای از شبکه های مش جزئی یا شاید نوعی توپولوژی ترکیبی هستند. همه گره ها به هر گره متصل نیستند. در عوض، گره اولیه به WAN (شبکه گسترده) متصل می شود، که راه دیگری برای ارجاع به اینترنت بزرگتر فراتر از شبکه خانگی شما است.
این گره اصلی مستقیماً به دستگاه‌هایی مانند لپ‌تاپ و تلفن‌های هوشمند متصل است، اما اتصالات بی‌سیم اختصاصی را به واحدهای شبکه مش دیگر نیز راه‌اندازی می‌کند. هر روتر مش با بهترین سرعت و قابلیت اطمینان به واحد مش زیر متصل می شود. این اتصال می‌تواند از طریق Wi-Fi یا از طریق "backhaul" اترنت باشد، جایی که یک کابل پرسرعت برخی از واحدهای روتر مش را به هم متصل می‌کند.
همانطور که دستگاه‌ها در اطراف خانه حرکت می‌کنند، به‌طور یکپارچه بین واحدهای مش منتقل می‌شوند، زیرا هر یک مسیر اینترنت را رله می‌کنند. گره های مشتری مانند گوشی های هوشمند به عنوان بخشی از مش استفاده نمی شوند. هیچ ترافیکی از طریق یک دستگاه مشتری مستقیماً به دستگاه دیگر هدایت نمی شود. تمام ترافیک به نزدیکترین گره روتر مش منتقل می شود. اگر می‌خواهید شبکه را برای بهبود عملکرد یا پوشش گسترش دهید، واحدهای مش بیشتری اضافه کنید.
همانطور که می بینید، شبکه های بی سیم "مش" برای استفاده خانگی کاملاً با الگوی یک شبکه مش واقعی مطابقت ندارند. در عوض، بیشتر شبیه داشتن چندین شبکه توپولوژی ستاره ای است که توسط مجموعه ای از زیر اتصالات مش اختصاصی به هم مرتبط شده اند.
هنوز، این پیشرفته ترین و راه حل یکپارچه شبکه خانگی است. یکی از مواردی که می توانیم به هر کسی توصیه کنیم، با فرض اینکه بودجه شما به این فناوری جدید کشیده شود.
.