Det finns många olika sätt att bygga ett datornätverk^{(computer network)} . Mesh -nätverkstopologi håller långsamt på att bli den nya guldstandarden för hemnätverk, men vad innebär det att ha en "mesh-topologi"?

Vi kommer att förklara de viktigaste sakerna du behöver veta om nätverkstopologi, varför mesh-teknik är unik och varför den blir så populär. 

Vad betyder "topologi"?

Topologi syftar på hur saker är ordnade i förhållande till varandra. Till exempel, ett områdes topologiska karta används inte mycket för detaljerad navigering, men den visar den "stora bilden" arrangemanget av intressanta platser.

I samband med datavetenskap och nätverk hänvisar topologi till hur elementen i ett nätverk är sammanlänkade. Den beskriver vilka noder i ett nätverk som kan kommunicera direkt innan de går igenom en annan nod.

Andra typer av nätverkstopologi

Det finns fem allmänna typer av nätverkstopologi, var och en med sina fördelar och nackdelar.

Linjärbusstopologinätverk^{(Linear Bus Topology )} har alla noder anslutna till en enda kabel. Denna kabel är känd som en "stamnät"-anslutning, med en "terminator" i varje ände av denna huvudkabel. Data flödar bara i en riktning åt gången, känt som ett "halvduplex"-system.

Detta är en enkel nätverksinstallation som inte kräver mycket kablage. Svagheten i en busstopologi är dock att hela nätverket slutar fungera om något går fel med stamkabeln. Det är också svårt att fastställa vilken enhet i nätverket som kan orsaka problem, vilket gör felsökningen tidskrävande.

Ringtopologinätverk^{(Ring Topology )} har inte en enda kabel med terminatorer i varje ände. Istället är alla noder arrangerade i en cirkel, där varje nod alltid har en annan nod på båda sidor. Till skillnad från linjära busstopologinätverk fungerar ringtopologinätverk i ett fullduplexläge så att data kan skickas och tas emot samtidigt. Precis som busstopologin sänker alla fel i kabeln hela nätverket.

Star Topology -nätverk är den vanligaste typen av hemnätverk idag. Här har alla noder i nätverket en direkt anslutning till en central enhet. Detta kan vara en nätverksswitch, hubb eller router. All nätverkstrafik flyter genom denna primära enhet.

En nackdel med denna topologi är potentialen för nätverksstockning och, naturligtvis, navenheten som en enda felpunkt. Det kräver också mycket mer kablage än ovanstående nätverkstopologier i ett trådbundet nätverk.

Men i de flesta hemnätverk är detta ett icke-problem eftersom de flesta enheter är anslutna till den trådlösa routern via Wi-Fi , med Ethernet reserverat för en handfull enheter.

Trädtopologi (alias Expanded Star Topology, aka Hierarchical Topology)^{(Tree Topology (aka Expanded Star Topology, aka Hierarchical Topology) )} tar idén om ett stjärntopologinätverk och expanderar det till en trädliknande arkitektur. Till exempel är din hemrouter mitten av din stjärntopologi, men det är en nod på en större stjärna med en lokal router, vilket är en nod på en ännu större stjärna. 

De olika stjärntopologinätverken är också anslutna till en stamkabel, så "stammen" av trädtopologin är ett linjärt bussnät, och "grenarna" är stjärntopologinätverk.

Ha dessa allmänna nätverksdesigner i åtanke när vi packar upp mesh-topologin.

Mesh Topologi

Ett Mesh Topology -nätverk erbjuder en direkt anslutning mellan två valfria noder. Till skillnad från buss- eller ringtopologier behöver nätverkstrafiken inte passera varje nod på nätverket för att nå sin destination. Nätverkstrafiken behöver inte heller passera genom ett centralt nav som det gör med en stjärntopologi. Alla två noder kan kommunicera privat, utan chans att någon annan i nätverket kan avlyssna.

Det är sant för full mesh -nätverk, men det finns två typer av mesh-nätverkstopologi, så låt oss kortfattat packa upp den första.

Full mesh-topologi kontra partiell mesh-topologi^{(Full Mesh Topology Versus Partial Mesh Topology)}

Det finns två typer av mesh-topologi. I Full Mesh -nätverk har varje^(every) nod på nätverket en punkt-till-punkt-anslutning till varannan nod. Det betyder att oavsett var två noder finns i nätverket finns det en direkt trådbunden eller trådlös anslutning mellan dem. Detta kräver den mest komplexa kabeldragningen med antalet anslutningar snabbt med varje nod som läggs till.

Ett Partial Mesh -nätverk har samma grundläggande filosofi i sin design att noder på nätverket ansluter direkt till andra noder, men inte varje nod är ansluten till varannan nod. Varje nod är ansluten till minst en annan nod, och ofta mer än en, men det partiella nätet är inte alls lika komplext.

Fördelarna med Mesh Topology

Den största fördelen med ett fullmesh-nätverk är redundanta anslutningar. Även om en direkt anslutning mellan valfritt antal noder misslyckas, kan de alltid ta sig igenom genom att dirigera genom en annan nätverksnod, även om den inte är lika snabb. Ännu bättre, det är lätt att peka ut var felet är designat, så att fixa saker är relativt enkelt.

I den meningen är full mesh-nätverk som internet som helhet, där åtminstone en gångbar väg för dataöverföring alltid är tillgänglig, även om stora nätverkssegment går ner. Partiella mesh-nätverk erbjuder mindre redundans, även om nätverksdesignerna kan koncentrera sig på att ge de mest kritiska noderna flest anslutningar, balansera redundans, kostnad och komplexitet.

Förutom att vara redundanta har mesh-nätverk en betydande fördel när det gäller nätverksprestanda eftersom noder alla kan skicka och ta emot data samtidigt och välja de mest effektiva vägarna genom nätverket. Detta innebär pålitlig nätverksprestanda med låg latens, perfekt för IoT-installationer^(IoT) ( Internet of Things ) i smarta hem.

Mesh -nätverk har exceptionell integritet eftersom data flyttas mellan nätverksenheter i fullmesh-system.

Slutligen har mesh-nätverk utmärkt skalbarhet utan att negativt påverka nätverkets prestanda eller bandbredd. Ett mesh-nätverk kan växa organiskt över tiden genom att lägga till nya noder och koppla in dem i de närmaste noderna (partiell mesh) eller alla andra noter (full mesh).

Nackdelarna med Mesh Topology

De två huvudsakliga nackdelarna med mesh-topologi är kostnad och komplexitet. Partiella mesh-inställningar hjälper till att balansera dessa problem, men ett fullmesh, trådbundet nätverk är som ett spindelnät av anslutningar.

Mesh -nätverk har högre strömförbrukning än andra nätverkstyper. Det beror på att alla noder måste vara aktiva och påslagna för att tillhandahålla routingvägar för data. Det finns också en betydande underhållsbörda eftersom enskilda noder som utvecklar problem av någon anledning måste åtgärdas eller bytas ut för att upprätthålla nätverkets prestanda.

Trådlösa mesh-nätverk i hemmet

Lokala nätverk^{(Area Networks)} ( LAN^(LANs) ) som används i hemmet har traditionellt varit stjärntopologinätverk. Alla enheter ansluts till en central router, antingen via Wi-Fi eller Ethernet . Behovet av internetuppkoppling i hela hemmet växer med framväxten av smarta enheter och hushållsapparater.

En centraliserad enhet kan orsaka prestandaflaskhalsar och begränsa räckvidden för både trådbundna anslutningar och trådlösa signaler utan att använda repeatrar eller förlängare^{(repeaters or extenders)} . Repeaters och extenders kommer med komplexa konfigurationer och sämre nätverksprestanda, så de är inte den idealiska lösningen för hela hemnätverk.

Mesh -nätverksroutrar i hemmet är ett exempel på partiella mesh-nätverk eller kanske en typ av hybridtopologi. Alla noder är inte anslutna till varje nod. Istället ansluter den primära noden till WAN ( Wide Area Network ), vilket är ett annat sätt att referera till det större internet utanför ditt hemnätverk.

Den primära noden är ansluten direkt till enheter som bärbara datorer och smartphones, men den ställer också upp dedikerade trådlösa anslutningar till andra mesh-nätverksenheter. Varje^(Every) mesh-router ansluts till följande mesh-enhet med bästa anslutningshastighet och tillförlitlighet. Den anslutningen kan vara via Wi-Fi eller via Ethernet " backhaul", där en höghastighetskabel ansluter vissa mesh-routerenheter.

När enheterna rör sig i hemmet lämnas de sömlöst mellan mesh-enheter eftersom var och en förmedlar vägen till internet. Klientnoder^(Client) som smartphones används inte som en del av nätet. Ingen trafik dirigeras genom en klientenhet direkt till en annan. All trafik går vidare till närmaste mesh-routernod. Om du vill utöka nätverket för att förbättra prestanda eller täckning, lägg till fler mesh-enheter.

Som du kan se, "mesh" trådlösa nätverk för hemmabruk matchar inte riktigt mallen för ett verkligt mesh-nätverk. Istället är det mer som att ha flera stjärntopologinätverk sammanlänkade av en uppsättning dedikerade mesh-underanslutningar. 

Ändå är detta den mest avancerade och sömlösa hemnätverkslösningen^{(seamless home network solution)} . En som vi kan rekommendera till alla, förutsatt att din budget sträcker sig till denna nya teknik.

What Is Mesh Network Topology?

There are manу different ways 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

• Gratis verktyg för trådlöst nätverk för Windows 10

• Så här inaktiverar du nätverk i Windows Sandbox i Windows 10

• Nätverksåterställning: Installera om nätverksadaptrar och nätverkskomponenter

• Så här använder du Xbox Networking i Windows 10 för att kontrollera din anslutning till Xbox Live

• 8 enkla sätt att felsöka nätverksanslutning

• Vad är Localhost och hur kan du använda det?

• HDG förklarar: Vad är en datorport och vad används de till?

• Så här åtgärdar du "Du har inte behörighet att skicka till den här mottagaren"

• Vad är NAT, hur fungerar det och varför används det?

• Beroende på Internet och sociala nätverkssajter

• Kan du inte se andra datorer i ett nätverk? Fixar för Windows, Mac och Linux

• De 8 bästa sociala nätverkssajterna för affärsmän förutom LinkedIn

• HDG förklarar: Vad är RFID och vad kan det användas till?

• 8 enkla Raspberry Pi-projekt för nybörjare

• Nätverksadaptern fungerar inte? 12 saker att prova

• Hur man simulerar en långsam internetanslutning för testning

• Bokrecension - Nätverk i första hand

• Hur man undviker och löser DNS-avbrott

• Vad är Mesh Messaging och hur fungerar det?

• HDG förklarar: Vad är ett datornätverk?