Существует много разных способов построить компьютерная сеть. Топология ячеистой сети постепенно становится новым золотым стандартом для домашних сетей, но что значит иметь «ячеистую топологию»?
Мы объясним самые важные вещи, которые вам нужно знать о топологии сети, почему ячеистая технология уникальна и почему она становится такой популярной.
Что означает «топология»?
Топология относится к тому, как объекты расположены по отношению друг к другу. Например, топологическая карта местности не особо используется для подробной навигации, но показывает «общую картину» расположения точек интереса.
В контексте информатики и сетей топология означает, как элементы сети связаны друг с другом. Он описывает, какие узлы в сети могут взаимодействовать напрямую, прежде чем проходить через другой узел.
Другие типы топологии сети
Существует пять основных типов сетевой топологии, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
В сетях стопологией линейной шины все узлы подключены к одному кабелю. Этот кабель известен как «магистральное» соединение с «терминатором» на каждом конце основного кабеля. Данные передаются одновременно только в одном направлении, что называется «полудуплексной» системой.
Это простая настройка сети, не требующая большого количества кабелей. Однако слабость шинной топологии заключается в том, что вся сеть перестает функционировать, если что-то пойдет не так с магистральным кабелем. Также сложно определить, какое устройство в сети может вызывать проблемы, поэтому устранение неполадок отнимает много времени.
В сетях
Кольцевая топология нет единого кабеля с терминаторами на каждом конце. Вместо этого все узлы расположены по кругу, причем каждый узел всегда имеет другой узел с обеих сторон. В отличие от сетей с линейной топологией шины сети с кольцевой топологией работают в полнодуплексном режиме, поэтому данные могут отправляться и приниматься одновременно. Как и в топологии шины, любая неисправность в кабеле приводит к сбою всей сети.
Сети с
звездообразной топологией являются сегодня наиболее распространенным типом домашних сетей. Здесь все узлы сети имеют прямое соединение с центральным устройством. Это может быть сетевой коммутатор, концентратор или маршрутизатор. Весь сетевой трафик проходит через это основное устройство..
Одним из недостатков этой топологии является возможность перегрузки сети и, конечно же, устройство-концентратор как единая точка отказа. Для этого также требуется гораздо больше кабелей, чем для описанных выше сетевых топологий в проводной сети.
Однако в большинстве домашних сетей это не проблема, поскольку большинство устройств подключаются к беспроводному маршрутизатору через Wi-Fi, а Ethernet зарезервирован для нескольких устройств.
Древовидная топология (также известная как расширенная звездообразная топология, также известная как иерархическая топология) берет идею сети звездообразной топологии и расширяет ее до древовидной архитектуры. Например, ваш домашний маршрутизатор является центром звездообразной топологии, но это узел на более крупной звезде с локальным маршрутизатором, который является узлом на еще большей звезде.
Различные сети с топологией «звезда» также подключены к магистральному кабелю, поэтому «стволом» древовидной топологии является сеть с линейной шиной, а «ветвями» — сети с топологией «звезда».
При распаковке ячеистой топологии помните об этих общих схемах сети.
Топология сетки
Сеть Mesh-топологии предлагает прямое соединение между любыми двумя узлами. В отличие от топологий «шина» или «кольцо», сетевой трафик не обязательно должен проходить через каждый узел сети, чтобы достичь пункта назначения. Сетевой трафик не обязательно должен проходить через центральный концентратор, как в топологии «звезда». Любые два узла могут общаться конфиденциально, и никто в сети не сможет их подслушать.
Это верно для полноценных сетей, но существует два типа топологии ячеистой сети, поэтому давайте кратко раскроем первый.
Полноячеистая топология и частичная ячеистая топология
Существует два типа топологии сетки. В полноценных сетях каждыйузел сети имеет двухточечное соединение с каждым другим узлом. Это означает, что независимо от того, где в сети расположены два узла, между ними существует прямое проводное или беспроводное соединение. Это требует самой сложной проводки с быстрым увеличением числа соединений с каждым добавленным узлом.
Сеть Частичная сетка имеет ту же основную философию в своей конструкции, что узлы в сети соединяются напрямую с другими узлами, но не каждый узел соединен с каждым другим узлом. Каждый узел связан как минимум с одним другим узлом, а часто и с несколькими, но частичная сетка не так сложна..
Преимущества ячеистой топологии
Основным преимуществом полносвязной сети являются резервные соединения. Даже если прямое соединение между любым количеством узлов не удается, они всегда могут пройти через другой сетевой узел, даже если это не так быстро. Более того, благодаря дизайну легко определить, где находится неисправность, поэтому исправить ситуацию относительно легко.
В этом смысле полносвязные сети подобны Интернету в целом, где всегда доступен хотя бы один жизнеспособный маршрут для передачи данных, даже если большие сегменты сети выходят из строя. Сети с частичной ячеистой структурой обеспечивают меньшую избыточность, хотя проектировщики сети могут сосредоточиться на предоставлении наиболее важным узлам большего количества соединений, балансируя избыточность, стоимость и сложность.
Помимо избыточности, ячеистые сети имеют значительное преимущество в отношении производительности сети, поскольку все узлы могут отправлять и получать данные одновременно, выбирая наиболее эффективные маршруты через сеть. Это означает надежную работу сети с низкой задержкой, идеально подходящую для установок IoT (Интернета вещей) в умных домах.
Ячеистые сети обеспечивают исключительную конфиденциальность, поскольку данные перемещаются между сетевыми устройствами в полносвязных системах.
Наконец, ячеистые сети обладают превосходной масштабируемостью, не оказывая при этом отрицательного влияния на производительность сети или пропускную способность. Ячеистая сеть может со временем органично разрастаться за счет добавления новых узлов и присоединения их к ближайшим узлам (частичная сетка) или ко всем остальным заметкам (полная сетка).
Недостатки сетчатой топологии
Двумя основными недостатками ячеистой топологии являются стоимость и сложность. Частичная настройка сетки помогает сбалансировать эти проблемы, но полносвязная проводная сеть похожа на паутину соединений.
Ячеистые сети потребляют больше энергии, чем сети других типов. Это связано с тем, что все узлы должны быть активны и включены, чтобы обеспечить пути маршрутизации данных. Также существует значительная нагрузка на обслуживание, поскольку отдельные узлы, в которых по какой-либо причине возникают проблемы, должны быть исправлены или заменены для поддержания производительности сети.
Беспроводные Mesh-сети в доме
Локальные вычислительные сети (LAN), используемые в доме, традиционно имеют звездообразную топологию. Все устройства подключаются к центральному маршрутизатору через Wi-Fi или Ethernet. Потребность в подключении к Интернету во всем доме растет с появлением интеллектуальных устройств и бытовой техники..
Централизованное устройство может вызвать проблемы с производительностью и ограничить зону действия как проводных соединений, так и беспроводных сигналов без использования повторители или удлинители. Ретрансляторы и расширители имеют сложную конфигурацию и худшую производительность сети, поэтому они не являются идеальным решением для создания сети всего дома.
Домашние маршрутизаторы ячеистой сети являются примером частично ячеистых сетей или, возможно, разновидностью гибридной топологии. Не все узлы подключены к каждому узлу. Вместо этого основной узел подключается к глобальной сети (WAN), что является еще одним способом обращения к более широкому Интернету за пределами вашей домашней сети.
Этот основной узел подключается напрямую к таким устройствам, как ноутбуки и смартфоны, но он также устанавливает выделенные беспроводные соединения с другими устройствами ячеистой сети. Каждый ячеистый маршрутизатор подключается к следующему ячеистому блоку с наилучшей скоростью и надежностью соединения. Это соединение может осуществляться через Wi-Fi или через «обратную сеть» Ethernet, когда высокоскоростной кабель соединяет некоторые блоки ячеистых маршрутизаторов.
По мере того, как устройства перемещаются по дому, они плавно переключаются между ячеистыми устройствами, поскольку каждое из них передает путь к Интернету. Клиентские узлы, такие как смартфоны, не используются как часть сети. Никакой трафик не направляется через одно клиентское устройство непосредственно на другое. Весь трафик проходит к ближайшему узлу ячеистого маршрутизатора. Если вы хотите расширить сеть для повышения производительности или покрытия, добавьте больше ячеек.
Как видите, «ячеистые» беспроводные сети для домашнего использования не совсем соответствуют шаблону реальной ячеистой сети. Вместо этого это больше похоже на несколько сетей со звездообразной топологией, связанных между собой набором выделенных ячеистых подсоединений.
Все-таки это самый продвинутый и бесшовное решение для домашней сети. Мы можем порекомендовать ее всем, при условии, что ваш бюджет будет расширен для этой новой технологии.
.