Számítógépes hálózat^{(computer network)} kiépítésének sokféle módja van . A mesh^(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 arra utal, hogy a dolgok hogyan vannak elrendezve egymáshoz képest. 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.

A lineáris busztopológia^{(Linear Bus Topology )} hálózatok összes csomópontja egyetlen kábelhez csatlakozik. Ezt a kábelt „gerinc” csatlakozásnak nevezik, ennek a fő kábelnek mindkét végén egy „lezáróval”. Az adatok^(Data) egyszerre csak egy irányban áramlanak, ez a „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. Nehéz meghatározni azt is, hogy a hálózat melyik eszköze okozhat problémákat, így a hibaelhárítás időigényes.

A gyűrűs topológiájú^{(Ring Topology )} hálózatoknak nincs egyetlen kábele, 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 topológiájához hasonlóan a kábel bármely hibája az egész hálózatot lerombolja.

A Star Topology^{(Star Topology )} 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.

Ennek a topológiának az 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^(Wi-Fi) keresztül csatlakozik a vezeték nélküli útválasztóhoz , és az Ethernet csak néhány eszköz számára van fenntartva.

A Tree Topology (más néven Expanded Star Topology, más néven Hierarchikus topológia)^{(Tree Topology (aka Expanded Star Topology, aka Hierarchical Topology) )} átveszi a csillagtopológia hálózat gondolatát és kiterjeszti azt egy faszerű architektúrává. 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 gerinckábelre 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.

Háló 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 mesh hálózatokra, de kétféle mesh hálózati topológia létezik, ezért bontsuk ki röviden az elsőt.

Teljes háló topológia versus részleges háló topológia^{(Full Mesh Topology Versus Partial Mesh Topology)}

Kétféle háló topológia létezik. A Full Mesh hálózatokban a hálózat minden^(every) csomópontja pont-pont kapcsolattal rendelkezik az összes többi csomóponthoz. 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, gyors csatlakozási számmal, minden csomópont hozzáadásával.

A Partial Mesh hálózat felépítésében ugyanaz az alapfilozófia, 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 háló topológia előnyei

A full mesh hálózat fő előnye a redundáns kapcsolatok. Még akkor is, ha a közvetlen kapcsolat tetszőleges számú csomópont között meghibásodik, mindig átjuthatnak egy másik hálózati csomóponton keresztül, még akkor is, ha az nem olyan gyors. Még jobb, hogy könnyen meghatározható, hogy hol van a hiba, így a javítás viszonylag egyszerű.

Ebben az értelemben a full mesh hálózatok olyanok, mint az internet egésze, ahol mindig rendelkezésre áll legalább egy életképes adatátviteli útvonal, még akkor is, ha nagy hálózati szegmensek tönkremennek. A részleges mesh hálózatok kevesebb redundanciát kínálnak, bár a hálózattervezők arra koncentrálhatnak, hogy a legkritikusabb csomópontoknak biztosítsák a legtöbb kapcsolatot, egyensúlyba hozva a redundanciát, a költségeket és a bonyolultságot.

Amellett, hogy redundánsak, a mesh hálózatok jelentős előnnyel rendelkeznek a hálózati teljesítmény tekintetében, mivel a csomópontok egyidejűleg tudnak adatokat küldeni és fogadni, kiválasztva a leghatékonyabb útvonalakat a hálózaton keresztül. Ez megbízható, alacsony késleltetésű hálózati teljesítményt jelent, amely tökéletes az okosotthonok IoT^(IoT) ( Internet of Things ) beállításaihoz.

A mesh^(Mesh) hálózatok kivételes adatvédelemmel rendelkeznek, mivel az adatok teljes mesh rendszerekben mozognak a hálózati eszközök között.

Végül, a mesh hálózatok kiváló skálázhatósággal rendelkeznek anélkül, hogy negatívan befolyásolnák a hálózati teljesítményt vagy a sávszélességet. A mesh hálózat idővel szervesen növekedhet új csomópontok hozzáadásával és a legközelebbi csomópontokba (részleges háló) vagy az összes többi jegyzetbe (teljes háló) történő beakasztásával.

A háló topológia hátrányai

A háló topológia két fő hátránya a költség és a bonyolultság. A részleges mesh-beállítások segítenek egyensúlyba hozni ezeket a problémákat, de a teljes hálós, vezetékes hálózat olyan, mint a kapcsolatok pókhálója.

A mesh^(Mesh) hálózatok energiafogyasztása magasabb, mint a többi hálózattípus. Ennek az az oka, hogy az összes 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 otthon

Az otthonokban használt helyi hálózatok^{(Area Networks)} ( LAN^(LANs) -ok ) hagyományosan csillag topológiájú hálózatok. Minden eszköz egy központi útválasztóhoz csatlakozik, akár Wi-Fi-n^(Wi-Fi) , akár Etherneten keresztül^(Ethernet) . Az okoseszközök és háztartási gépek térnyerésével egyre nő az internetkapcsolat iránti igény az egész otthonban.

A központosított eszközök szűk keresztmetszeteket okozhatnak a teljesítményben, és korlátozhatják mind a vezetékes kapcsolatok, mind a vezeték nélküli jelek elérhetőségét ismétlők vagy bővítők^{(repeaters or extenders)} használata nélkül . Az átjátszók és bővítők bonyolult konfigurációkkal és gyengébb hálózati teljesítménnyel rendelkeznek, így nem ideális megoldás az egész otthoni hálózathoz.

Az otthoni hálós^(Mesh) hálózati útválasztók a részleges mesh hálózatok példái, vagy talán a hibrid topológia egy fajtája. 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^(Every) 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 mozognak az otthonban, zökkenőmentesen átadják őket a hálóegységek között, mivel mindegyik továbbítja az utat az internethez. Az ügyfélcsomópontokat^(Client) , 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 a tényleges mesh hálózat sablonjával. Ehelyett inkább olyan, mintha több csillag-topológia hálózatot kötnének össze egy sor dedikált mesh alkapcsolattal. 

Ennek ellenére ez a legfejlettebb és legzökkenőmentesebb otthoni hálózati megoldás^{(seamless home network solution)} . Bárkinek ajánlani tudjuk, feltéve, hogy a költségvetése ennek az új technológiának megfelel.

What Is Mesh Network Topology?

There arе many different ways to bυild 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

• Ingyenes vezeték nélküli hálózati eszközök a Windows 10 rendszerhez

• A hálózatkezelés letiltása a Windows Sandboxban a Windows 10 rendszerben

• Hálózati visszaállítás: Telepítse újra a hálózati adaptereket és a hálózati összetevőket

• Az Xbox Networking használata Windows 10 rendszerben az Xbox Live-hoz való csatlakozás ellenőrzéséhez

• 8 egyszerűen elvégezhető módszer a hálózati kapcsolat hibaelhárítására

• A Windows 10 indítása csökkentett módban hálózattal

• Kényszerítse a Windows 7 rendszert a vezetékes kapcsolat használatára vezeték nélküli kapcsolaton keresztül

• Adott eszközök engedélyezési listája az otthoni hálózaton a hackerek megállítása érdekében

• Internet és közösségi oldalak függőség

• Hogyan találja meg a legjobb Wi-Fi csatornát Windows, Mac és Linux rendszeren

• Lassú internetkapcsolat szimulálása teszteléshez

• Mi a teendő egy régi routerrel: 8 nagyszerű ötlet

• A 8 legjobb közösségi oldal üzleti szakemberek számára a LinkedIn mellett

• Mi az a NAT, hogyan működik és miért használják?

• Hogyan csatlakozhat a távoli rendszerleíró adatbázishoz a Windows 7 és 10 rendszerben

• Mi a felhő és hogyan hozhatja ki belőle a legtöbbet

• Könyvismertetés – Head First Networking

• Az „IP-cím nem újítható meg” javítása a Windows rendszerben

• A HDG elmagyarázza: Mi a számítógépes port és mire használják?

• Javítsa ki a „Windows nem tud csatlakozni ehhez a hálózathoz” hibát