Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, eine Computernetzwerk zu erstellen. Die Mesh-Netzwerktopologie wird langsam zum neuen Goldstandard für Heimnetzwerke, aber was bedeutet es, eine „Mesh-Topologie“ zu haben?
Wir erklären Ihnen die wichtigsten Dinge, die Sie über die Netzwerktopologie wissen müssen, warum die Mesh-Technologie einzigartig ist und warum sie so beliebt wird.
Was bedeutet „Topologie“?
Topologie bezieht sich darauf, wie Dinge in Bezug zueinander angeordnet sind. Beispielsweise wird die topologische Karte eines Gebiets nicht oft für die detaillierte Navigation verwendet, zeigt aber das Gesamtbild der Sehenswürdigkeiten.
Im Kontext der Informatik und Netzwerke bezieht sich Topologie auf die Art und Weise, wie die Elemente eines Netzwerks miteinander verbunden sind. Es beschreibt, welche Knoten in einem Netzwerk direkt kommunizieren können, bevor sie über einen anderen Knoten gehen.
Andere Arten von Netzwerktopologie
Es gibt fünf allgemeine Arten von Netzwerktopologien, jede mit ihren Vor- und Nachteilen.
Bei Netzwerken mitLinearer Bustopologie sind alle Knoten mit einem einzigen Kabel verbunden. Dieses Kabel wird als „Backbone“-Verbindung bezeichnet, mit einem „Terminator“ an jedem Ende dieses Hauptkabels. Daten fließen immer nur in eine Richtung, was als „Halbduplex“-System bekannt ist.
Dies ist eine einfache Netzwerkeinrichtung, die nicht viel Verkabelung erfordert. Die Schwäche einer Bustopologie besteht jedoch darin, dass das gesamte Netzwerk nicht mehr funktioniert, wenn mit dem Backbone-Kabel ein Fehler auftritt. Außerdem ist es schwierig, genau zu bestimmen, welches Gerät im Netzwerk möglicherweise Probleme verursacht, was die Fehlerbehebung zeitaufwändig macht.
Ring-Topologie -Netzwerke haben kein einziges Kabel mit Abschlusswiderständen an jedem Ende. Stattdessen sind alle Knoten kreisförmig angeordnet, wobei jeder Knoten auf beiden Seiten immer einen weiteren Knoten hat. Im Gegensatz zu Netzwerken mit linearer Bustopologie arbeiten Netzwerke mit Ringtopologie im Vollduplexmodus, sodass Daten gleichzeitig gesendet und empfangen werden können. Wie bei der Bustopologie führt jeder Fehler im Kabel zum Ausfall des gesamten Netzwerks.
Sterntopologie -Netzwerke sind heute die häufigste Art von Heimnetzwerken. Dabei haben alle Knoten im Netzwerk eine direkte Verbindung zu einem zentralen Gerät. Dies kann ein Netzwerk-Switch, Hub oder Router sein. Der gesamte Netzwerkverkehr fließt über dieses primäre Gerät..
Ein Nachteil dieser Topologie ist die Möglichkeit einer Netzwerküberlastung und natürlich das Hub-Gerät als Single Point of Failure. Es erfordert auch viel mehr Verkabelung als die oben genannten Netzwerktopologien in einem kabelgebundenen Netzwerk.
In den meisten Heimnetzwerken stellt dies jedoch kein Problem dar, da die meisten Geräte über WLAN mit dem WLAN-Router verbunden sind und Ethernet nur einer Handvoll Geräten vorbehalten ist.
Die Baumtopologie (auch bekannt als „Erweiterte Sterntopologie“, auch bekannt als „Hierarchische Topologie“) greift die Idee eines Sterntopologienetzwerks auf und erweitert sie zu einer baumähnlichen Architektur. Beispielsweise ist Ihr Heimrouter das Zentrum Ihrer Sterntopologie, aber er ist ein Knoten auf einem größeren Stern mit einem lokalen Router, der ein Knoten auf einem noch größeren Stern ist.
Die verschiedenen Netzwerke mit Sterntopologie sind außerdem mit einem Backbone-Kabel verbunden, sodass der „Stamm“ der Baumtopologie ein lineares Busnetzwerk und die „Zweige“ Netzwerke mit Sterntopologie sind.
Behalten Sie diese allgemeinen Netzwerkdesigns im Hinterkopf, wenn wir die Mesh-Topologie entpacken.
Mesh-Topologie
Ein Mesh-Topologie-Netzwerk bietet eine direkte Verbindung zwischen zwei beliebigen Knoten. Im Gegensatz zu Bus- oder Ringtopologien muss der Netzwerkverkehr nicht jeden Knoten im Netzwerk passieren, um sein Ziel zu erreichen. Auch muss der Netzwerkverkehr nicht wie bei einer Sterntopologie über einen zentralen Hub laufen. Zwei beliebige Knoten können privat kommunizieren, ohne dass jemand anderes im Netzwerk die Möglichkeit hat, zuzuhören.
Das trifft auf Full-Mesh-Netzwerkezu, aber es gibt zwei Arten von Mesh-Netzwerktopologien, also lassen Sie uns kurz auf die erste eingehen.
Vollständige Mesh-Topologie im Vergleich zur partiellen Mesh-Topologie
Es gibt zwei Arten von Mesh-Topologien. In Full Mesh -Netzwerken verfügt jederKnoten im Netzwerk über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu jedem anderen Knoten. Dies bedeutet, dass unabhängig davon, wo sich zwei Knoten im Netzwerk befinden, eine direkte kabelgebundene oder kabellose Verbindung zwischen ihnen besteht. Dies erfordert die komplexeste Verkabelung, wobei die Anzahl der Verbindungen mit jedem hinzugefügten Knoten schnell ansteigt.
Ein Partial Mesh -Netzwerk hat in seinem Design die gleiche Grundphilosophie, dass Knoten im Netzwerk direkt mit anderen Knoten verbunden sind, aber nicht jeder Knoten mit jedem anderen Knoten verbunden ist. Jeder Knoten ist mit mindestens einem anderen Knoten verbunden, oft auch mit mehr als einem, aber das Teilnetz ist bei weitem nicht so komplex..
Die Vorteile der Mesh-Topologie
Der Hauptvorteil eines Full-Mesh-Netzwerks sind redundante Verbindungen. Selbst wenn eine direkte Verbindung zwischen beliebig vielen Knoten ausfällt, können diese immer noch durchkommen, indem sie über einen anderen Netzwerkknoten weiterleiten, auch wenn dieser nicht so schnell ist. Noch besser ist, dass sich der Fehler aufgrund der Konstruktion leicht lokalisieren lässt, sodass die Behebung relativ einfach ist.
In diesem Sinne sind Full-Mesh-Netzwerke wie das Internet als Ganzes, bei dem immer mindestens ein gangbarer Weg für die Datenübertragung verfügbar ist, selbst wenn große Netzwerksegmente ausfallen. Teilweise vermaschte Netzwerke bieten weniger Redundanz, obwohl sich die Netzwerkdesigner darauf konzentrieren können, den kritischsten Knoten die meisten Verbindungen zu bieten und dabei Redundanz, Kosten und Komplexität auszugleichen.
Mesh-Netzwerke sind nicht nur redundant, sondern bieten auch einen erheblichen Vorteil hinsichtlich der Netzwerkleistung, da alle Knoten gleichzeitig Daten senden und empfangen und dabei die effizientesten Routen durch das Netzwerk wählen können. Dies bedeutet zuverlässige Netzwerkleistung mit geringer Latenz, perfekt für IoT-Einrichtungen (Internet der Dinge) in Smart Homes.
Mesh-Netzwerke bieten eine außergewöhnliche Privatsphäre, da Daten in Full-Mesh-Systemen zwischen Netzwerkgeräten übertragen werden.
Schließlich verfügen Mesh-Netzwerke über eine hervorragende Skalierbarkeit, ohne die Netzwerkleistung oder Bandbreite negativ zu beeinflussen. Ein Mesh-Netzwerk kann im Laufe der Zeit organisch wachsen, indem neue Knoten hinzugefügt und mit den nächstgelegenen Knoten (teilweises Mesh) oder allen anderen Knoten (vollständiges Mesh) verknüpft werden.
Die Nachteile der Mesh-Topologie
Die beiden Hauptnachteile der Mesh-Topologie sind Kosten und Komplexität. Partielle Mesh-Setups helfen dabei, diese Probleme auszugleichen, aber ein vollmaschiges, kabelgebundenes Netzwerk ist wie ein Spinnennetz aus Verbindungen.
Mesh-Netzwerke haben einen höheren Stromverbrauch als andere Netzwerktypen. Das liegt daran, dass alle Knoten aktiv und eingeschaltet sein müssen, um Routing-Pfade für Daten bereitzustellen. Außerdem entsteht ein erheblicher Wartungsaufwand, da einzelne Knoten, bei denen aus irgendeinem Grund Probleme auftreten, repariert oder ersetzt werden müssen, um die Netzwerkleistung aufrechtzuerhalten.
Drahtlose Mesh-Netzwerke im Zuhause
Lokale Netzwerke (LANs), die zu Hause verwendet werden, sind traditionell Netzwerke mit Sterntopologie. Alle Geräte verbinden sich mit einem zentralen Router, egal ob über WLAN oder Ethernet. Der Bedarf an Internetkonnektivität im gesamten Zuhause wächst mit der Verbreitung intelligenter Geräte und Haushaltsgeräte..
Ein zentralisiertes Gerät kann ohne Verwendung von Repeater oder Extender zu Leistungsengpässen führen und die Reichweite sowohl von Kabelverbindungen als auch von drahtlosen Signalen einschränken. Da Repeater und Extender komplexe Konfigurationen und eine schlechtere Netzwerkleistung aufweisen, sind sie nicht die ideale Lösung für die Vernetzung im ganzen Haus.
Mesh-Netzwerk-Router im Heimbereich sind ein Beispiel für partielle Mesh-Netzwerke oder vielleicht eine Art Hybridtopologie. Nicht alle Knoten sind mit jedem Knoten verbunden. Stattdessen stellt der primäre Knoten eine Verbindung zum WAN (Wide Area Network) her, was eine andere Art ist, sich auf das größere Internet außerhalb Ihres Heimnetzwerks zu beziehen.
Dieser primäre Knoten ist direkt mit Geräten wie Laptops und Smartphones verbunden, stellt aber auch dedizierte drahtlose Verbindungen zu anderen Mesh-Netzwerkeinheiten her. Jeder Mesh-Router stellt mit der besten Verbindungsgeschwindigkeit und Zuverlässigkeit eine Verbindung zur folgenden Mesh-Einheit her. Diese Verbindung kann über WLAN oder über Ethernet-„Backhaul“ erfolgen, bei dem ein Hochgeschwindigkeitskabel einige Mesh-Routereinheiten verbindet.
Wenn sich Geräte im Haus bewegen, werden sie nahtlos zwischen Mesh-Einheiten weitergegeben, während jede einzelne den Pfad zum Internet weiterleitet. Client-Knoten wie Smartphones werden nicht als Teil des Mesh verwendet. Es wird kein Datenverkehr von einem Clientgerät direkt zu einem anderen weitergeleitet. Der gesamte Datenverkehr wird an den nächstgelegenen Mesh-Router-Knoten weitergeleitet. Wenn Sie das Netzwerk erweitern möchten, um die Leistung oder Abdeckung zu verbessern, fügen Sie weitere Mesh-Einheiten hinzu.
Wie Sie sehen, entsprechen „Mesh“-Drahtlosnetzwerke für den Heimgebrauch nicht ganz der Vorlage eines tatsächlichen Mesh-Netzwerks. Stattdessen handelt es sich eher um mehrere Netzwerke mit Sterntopologie, die durch eine Reihe dedizierter Mesh-Unterverbindungen miteinander verbunden sind.
Trotzdem ist dies die fortschrittlichste und nahtlose Heimnetzwerklösung. Wir können es jedem empfehlen, vorausgesetzt, Ihr Budget reicht für diese neue Technologie aus.
.