Existuje mnoho rôznych spôsobov, ako vybudovať počítačovú sieť^{(computer network)} . Topológia siete Mesh^(Mesh) sa pomaly stáva novým zlatým štandardom pre domáce siete, ale čo to znamená mať „topológiu siete“?

Vysvetlíme vám najdôležitejšie veci, ktoré potrebujete vedieť o topológii siete, prečo je mesh technológia jedinečná a prečo sa stáva tak populárnou. 

Čo znamená „topológia“?

Topológia sa týka toho, ako sú veci usporiadané vo vzťahu k sebe navzájom. Napríklad topologická mapa oblasti sa príliš nepoužíva na podrobnú navigáciu, ale zobrazuje „veľký obraz“ usporiadanie bodov záujmu.

V kontexte počítačovej vedy a sietí sa topológia týka toho, ako sú prvky siete navzájom prepojené. Popisuje, ktoré uzly v sieti môžu komunikovať priamo predtým, ako prejdú cez iný uzol.

Iné typy topológie siete

Existuje päť všeobecných typov topológie siete, z ktorých každý má svoje výhody a nevýhody.

Siete s lineárnou zbernicou^{(Linear Bus Topology )} majú všetky uzly pripojené k jedinému káblu. Tento kábel je známy ako „chrbticové“ pripojenie s „terminátorom“ na každom konci tohto hlavného kábla. Dáta^(Data) prúdia naraz iba jedným smerom, známy ako „polovičný duplexný“ systém.

Ide o jednoduché nastavenie siete, ktoré nevyžaduje veľa káblov. Slabinou topológie zbernice je však to, že celá sieť prestane fungovať, ak sa niečo pokazí na chrbticovom kábli. Je tiež ťažké určiť, ktoré zariadenie v sieti môže spôsobovať problémy, takže riešenie problémov je časovo náročné.

Siete kruhovej topológie^{(Ring Topology )} nemajú jediný kábel s terminátormi na každom konci. Namiesto toho sú všetky uzly usporiadané do kruhu, pričom každý uzol má vždy ďalší uzol na oboch stranách. Na rozdiel od sietí s lineárnou zbernicou fungujú siete s kruhovou topológiou v plne duplexnom režime, takže dáta môžu byť odosielané a prijímané súčasne. Rovnako ako topológia zbernice, každá chyba v kábli spôsobí výpadok celej siete.

Siete s hviezdicovou topológiou^{(Star Topology )} sú dnes najbežnejším typom domácej siete. Tu majú všetky uzly v sieti priame pripojenie k centrálnemu zariadeniu. Môže to byť sieťový prepínač, rozbočovač alebo smerovač. Všetka sieťová prevádzka prúdi cez toto primárne zariadenie.

Jednou nevýhodou tejto topológie je potenciál pre preťaženie siete a, samozrejme, hubové zariadenie ako jediný bod zlyhania. Vyžaduje tiež oveľa viac kabeláže ako vyššie uvedené sieťové topológie v káblovej sieti.

Vo väčšine domácich sietí to však nie je problém, pretože väčšina zariadení je pripojená k bezdrôtovému smerovaču pomocou Wi-Fi , pričom Ethernet je vyhradený pre niekoľko zariadení.

Stromová topológia (aka Expanded Star Topology, aka Hierarchická topológia)^{(Tree Topology (aka Expanded Star Topology, aka Hierarchical Topology) )} preberá myšlienku siete hviezdicovej topológie a rozširuje ju do stromovej architektúry. Napríklad váš domáci smerovač je stredom vašej hviezdnej topológie, ale je to uzol na väčšej hviezde s lokálnym smerovačom, čo je uzol na ešte väčšej hviezde. 

Rôzne siete s hviezdicovou topológiou sú tiež spojené s chrbticovým káblom, takže „kmeň“ topológie stromu je sieť lineárnej zbernice a „vetvy“ sú siete hviezdicovej topológie.

Pri rozbaľovaní topológie siete majte na pamäti tieto všeobecné návrhy sietí.

Topológia siete

Sieť Mesh Topology ponúka priame spojenie medzi akýmikoľvek dvoma uzlami. Na rozdiel od zbernicových alebo kruhových topológií nemusí sieťová prevádzka prechádzať cez každý uzol v sieti, aby sa dostala do cieľa. Sieťová prevádzka tiež nemusí prechádzať cez centrálny rozbočovač, ako je to pri hviezdicovej topológii. Akékoľvek dva uzly môžu komunikovať súkromne bez možnosti, že by niekto iný v sieti mohol odpočúvať.

To platí o sieťach typu full mesh , ale existujú dva typy topológie siete typu mesh, takže si v krátkosti rozbaľme prvý.

Topológia plnej siete verzus topológia čiastočnej siete^{(Full Mesh Topology Versus Partial Mesh Topology)}

Existujú dva typy topológie siete. V sieťach Full Mesh má ^{(Full Mesh )}každý^(every) uzol v sieti spojenie bod-bod s každým ďalším uzlom. To znamená, že bez ohľadu na to, kde sa v sieti nachádzajú dva uzly, existuje medzi nimi priame káblové alebo bezdrôtové spojenie. Vyžaduje si to najkomplexnejšie zapojenie s rýchlym počtom spojení s každým pridaným uzlom.

Sieť s čiastočnou^{(Partial Mesh )} sieťou má rovnakú základnú filozofiu vo svojom návrhu, že uzly v sieti sa pripájajú priamo k iným uzlom, ale nie každý uzol je pripojený ku každému inému uzlu. Každý uzol je pripojený aspoň k jednému ďalšiemu uzlu a často viac ako jednému, ale čiastočná sieť nie je ani zďaleka taká zložitá.

Výhody topológie siete

Hlavnou výhodou siete typu full mesh sú redundantné pripojenia. Aj keď zlyhá priame spojenie medzi ľubovoľným počtom uzlov, vždy sa môžu dostať cez iný sieťový uzol, aj keď to nie je také rýchle. Ešte lepšie je, že je ľahké presne určiť, kde je chyba podľa návrhu, takže oprava vecí je relatívne jednoduchá.

V tomto zmysle sú siete s úplnou sieťou ako internet ako celok, kde je vždy k dispozícii aspoň jedna životaschopná cesta na prenos údajov, aj keď veľké segmenty siete klesnú. Čiastočné mesh siete ponúkajú menšiu redundanciu, aj keď sa dizajnéri siete môžu sústrediť na to, aby poskytli najkritickejším uzlom najviac spojení, čím vyvážili redundanciu, náklady a zložitosť.

Okrem toho, že sú sieťové siete redundantné, majú významnú výhodu, pokiaľ ide o výkon siete, pretože všetky uzly môžu odosielať a prijímať dáta súčasne, pričom si vyberajú najefektívnejšie trasy cez sieť. To znamená spoľahlivý sieťový výkon s nízkou latenciou, ktorý je ideálny pre nastavenia internetu vecí^(IoT) ( Internet of Things ) v inteligentných domácnostiach.

Sieťové^(Mesh) siete majú výnimočné súkromie, pretože údaje sa presúvajú medzi sieťovými zariadeniami v systémoch s úplnou sieťou.

Nakoniec, mesh siete majú vynikajúcu škálovateľnosť bez negatívneho ovplyvnenia výkonu siete alebo šírky pásma. Sieťová sieť môže časom organicky rásť pridávaním nových uzlov a ich spájaním do najbližších uzlov (čiastočná sieť) alebo všetkých ostatných poznámok (úplná sieť).

Nevýhody topológie siete

Dve hlavné nevýhody topológie siete sú náklady a zložitosť. Čiastočné nastavenia siete pomáhajú vyrovnať tieto problémy, ale káblová sieť s úplnou sieťou je ako pavučina pripojení.

Mesh siete majú vyššiu spotrebu energie ako iné typy sietí. Je to preto, že všetky uzly musia byť aktívne a zapnuté, aby poskytovali smerovacie cesty pre dáta. Existuje tiež značné zaťaženie údržby, pretože jednotlivé uzly, ktoré z akéhokoľvek dôvodu vyvinú problémy, musia byť opravené alebo vymenené, aby sa zachoval výkon siete.

Bezdrôtové siete Mesh v domácnosti

Lokálne siete^{(Area Networks)} ( LAN^(LANs) ) používané v domácnostiach boli tradične hviezdicové siete. Všetky zariadenia sa pripájajú k centrálnemu smerovaču, či už cez Wi-Fi alebo Ethernet . Potreba internetového pripojenia v celej domácnosti rastie s nárastom inteligentných zariadení a domácich spotrebičov.

Centralizované zariadenie môže spôsobiť problémy s výkonom a obmedziť dosah káblových pripojení aj bezdrôtových signálov bez použitia zosilňovačov alebo extenderov^{(repeaters or extenders)} . Opakovače a extendery sa dodávajú so zložitými konfiguráciami a horším výkonom siete, takže nie sú ideálnym riešením pre sieťovanie celej domácnosti.

Sieťové smerovače typu Mesh^(Mesh) v domácnosti sú príkladom čiastočnej siete typu mesh alebo možno typ hybridnej topológie. Nie všetky uzly sú pripojené ku každému uzlu. Namiesto toho sa primárny uzol pripája k sieti WAN^(WAN) ( Wide Area Network ), čo je ďalší spôsob odkazovania na väčší internet mimo vašej domácej siete.

Tento primárny uzol je pripojený priamo k zariadeniam, ako sú notebooky a smartfóny, ale tiež vytvára vyhradené bezdrôtové pripojenia k iným sieťovým jednotkám typu mesh. Každý^(Every) mesh router sa pripája k nasledujúcej mesh jednotke s najlepšou rýchlosťou a spoľahlivosťou pripojenia. Toto pripojenie môže byť cez Wi-Fi alebo cez Ethernet „ backhaul“, kde vysokorýchlostný kábel spája niektoré jednotky sieťového smerovača.

Keď sa zariadenia pohybujú po domácnosti, plynule sa odovzdávajú medzi sieťovými jednotkami, pretože každá z nich prenáša cestu na internet. Klientske^(Client) uzly, ako napríklad smartfóny, sa nepoužívajú ako súčasť siete. Žiadna prevádzka nie je smerovaná cez jedno klientske zariadenie priamo do druhého. Všetka prevádzka prechádza do najbližšieho uzla sieťového smerovača. Ak chcete rozšíriť sieť, aby ste zlepšili výkon alebo pokrytie, pridajte viac sieťových jednotiek.

Ako vidíte, „mesh“ bezdrôtové siete pre domáce použitie úplne nezodpovedajú šablóne skutočnej siete typu mesh. Namiesto toho je to skôr ako mať niekoľko sietí s hviezdicovou topológiou navzájom prepojených súborom vyhradených sieťových podpripojení. 

Napriek tomu ide o najpokročilejšie a bezproblémové riešenie domácej siete^{(seamless home network solution)} . Jeden, ktorý môžeme odporučiť každému, za predpokladu, že váš rozpočet sa natiahne na túto novú technológiu.

What Is Mesh Network Topology?

There are many different waуs 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

• Bezplatné bezdrôtové sieťové nástroje pre Windows 10

• Ako zakázať prácu v sieti v systéme Windows Sandbox v systéme Windows 10

• Obnovenie siete: Preinštalujte sieťové adaptéry a sieťové komponenty

• Ako používať sieť Xbox v systéme Windows 10 na kontrolu pripojenia k službe Xbox Live

• 8 jednoduchých spôsobov riešenia problémov so sieťovým pripojením

• Čo je Mesh Messaging a ako to funguje?

• Ako spustiť Windows 10 v núdzovom režime so sieťou

• 8 najlepších stránok sociálnych sietí pre grafických dizajnérov na prezentáciu svojich portfólií

• Vysvetlenie Peer to Peer Networking (P2P) a zdieľanie súborov

• Ako ovládať počítač so systémom Windows pomocou vzdialenej pracovnej plochy pre Mac

• Recenzia knihy - Head First Networking

• Čo je to cloud a ako z neho vyťažiť maximum

• Ako simulovať pomalé internetové pripojenie na testovanie

• Sieťový adaptér nefunguje? 12 vecí, ktoré môžete vyskúšať

• Nedá sa pripojiť k službe Xbox Live; Opravte problém so sieťou Xbox Live v systéme Windows 10

• HDG vysvetľuje: Čo je to počítačový port a na čo sa používa?

• Ako nájsť najlepší kanál Wi-Fi v systémoch Windows, Mac a Linux

• Nevidíte iné počítače v sieti? Opravy pre Windows, Mac a Linux

• Najlepšie sieťové príkazy príkazového riadka systému Windows

• Čo robiť so starým routerom: 8 skvelých nápadov