توپولوژی شبکه Mesh چیست؟ چه مزایا و معایبی دارد؟

شبکه مش (Mesh) شبکه‌ای است که در آن دستگاه‌ها یا نودها (Nodes) به یکدیگر متصل شده و از سایر دستگاه‌ها یا نودها منشعب می‌شوند. این شبکه‌ها برای مسیریابی کارآمد داده‌ها بین دستگاه‌ها و کلاینت‌ها تنظیم شده‌اند و به سازمان‌ها کمک می‌کنند تا ارتباط ثابتی را در سراسر یک فضای فیزیکی ایجاد کنند.

توپولوژی‌های شبکه Mesh چندین مسیر را برای حرکت اطلاعات در میان نودهای متصل ایجاد می‌کنند. این رویکرد، انعطاف‌پذیری شبکه را در صورت خرابی نود یا اتصال افزایش می‌دهد.

شبکه‌های مش بزرگ‌تر ممکن است شامل چندین روتر، سوییچ و دستگاه‌های دیگر نیز باشند که به عنوان نود عمل می‌کنند. یک شبکه مش می‌تواند شامل صدها نود مش بی‌سیم باشد که به آنها امکان پوشش‌دهی منطقه بزرگ را نیز می‌دهد.

مقایسه شبکه کامل با توپولوژی مش جزئی

در توپولوژی شبکه کامل مش، هر نود مستقیماً به تمام نودهای دیگر متصل می‌شود. در توپولوژی مش جزئی، فقط برخی از نودها مستقیماً به یکدیگر متصل می‌شوند. در برخی موارد، یک نود باید از نود دیگری عبور کند تا به نود سوم برسد.

اتصالات در یک شبکه کامل یا جزئی می‌توانند شبکه‌های مش سیمی یا بی سیم باشند. تصمیم برای استفاده از مش کامل یا جزئی به عواملی مانند الگوی ترافیک کلی شبکه و میزان خطر شکست نودها یا اتصالات بستگی دارد.

تقریباً همه شبکه‌ها، شبکه‌های مش کامل هستند زیرا همه افراد در شبکه می‌توانند با دیگران ارتباط برقرار کنند. این اتصال کامل یک ویژگی پروتکل‌های شبکه است، نه توپولوژی.

اگر بتوان داده‌ها را بین هر یک از کاربران یک شبکه مسیریابی کرد آن شبکه می‌تواند در سطح منطقی، مش کامل در نظر گرفته شود. در شبکه‌های مش تفاوت بین توپولوژی‌های منطقی و فیزیکی اهمیت زیادی دارد.

رایج‌ترین شبکه مش کامل، ساختار مرکز داده است که شامل یک شبکه محلی (LAN) است که برای ایجاد اتصال پهنای باند کامل به هر دستگاه متصل، طراحی شده است. شبکه‌های گسترده (WANs) معمولاً شبکه‌های مش جزئی یا توپولوژی درختی هستند.

شبکه‌های مش چگونه کار می‌کنند؟

نود‌های یک شبکه با نرم‌افزاری برنامه‌ریزی می‌شوند که به نود می‌گوید چگونه اطلاعات را مدیریت کرده و با شبکه تعامل داشته باشد. شبکه‌های مش از تکنیک‌های مسیریابی سیل آسا (Flooding) برای ارسال پیام استفاده می‌کنند. در مسیریابی، یک پیام از نودی به نود دیگر فرستاده می‌شود تا به مقصد برسد.

شبکه Mesh باید اتصالات پیوسته‌ای داشته باشد تا در صورت شکستن مسیر، با استفاده از الگوریتم‌های خودترمیمی، مجدداً خود را پیکربندی کند. اغلب بیش از یک مسیر بین یک منبع و یک مقصد وجود دارد.

تکنیک‌های سیل آسا (Flooding) بر توزیع داده‌ها از یک نود به سایر نودها در یک شبکه متکی هستند. داده‌ها توسط زیرمجموعه‌ای از نودها ارسال می‌شوند زیرا ممکن است همه نودها در یک زمان در دسترس نباشند.

هر نود دارای زیرمجموعه ای از داده‌ها است. یک پروتکل، فرستنده را برای هر انتقال داده انتخاب می‌کند تا توان عملیاتی را به حداکثر برساند.

موارد استفاده شبکه‌های مش چیست؟

شبکه‌های مش را می‌توان در شبکه‌های خانگی کوچک یا سازمان‌های بزرگ استفاده کرد. با این حال، آنها برای فضاهای بزرگ‌تر بهترین انتخاب هستند. شبکه‌های مش بسیاری از دستگاه‌ها را قادر می‌سازند تا اتصال اینترنت را به اشتراک بگذارند تا دستگاه‌ها بتوانند مستقیماً بدون استفاده از اینترنت با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

کاربرد یک شبکه Mesh در سایر انواع شبکه، مانند شبکه هاب و اسپیکر، این است که اگر یک نود خیلی دور از هاب باشد، همچنان می‌تواند از طریق یک نود نزدیک‌تر ارتباط برقرار کند تا زمانی که به یک روتر برسد.

شبکه‌های مش را می‌توان برای موارد زیر استفاده کرد:

• نظارت بر خانه
• نظارت و کنترل صنعتی
• نظارت پزشکی
• سیستم‌های امنیتی
• ارتباطات خدمات عمومی

به عنوان مثال، یک سیستم مانیتورینگ می‌تواند چندین نود حسگر داشته باشد که در یک پیکربندی مش تنظیم شده و یک منطقه وسیع را در بر می‌گیرد.

مزایای شبکه مش چیست؟

شبکه‌های مش شامل مزایای زیر است:

• افزایش ثبات: نقاط تکی شکست به کل شبکه آسیب نمی‌رساند.
• افزایش برد: شبکه‌های مش می‌توانند سیگنال‌ها را در فاصله‌ای دورتر انتقال دهند. همچنین آنها نقاط کور کمتری که سیگنال‌های Wi-Fi به آنها نمی‌رسد، دارند.
• ارتباط مستقیم: نودها می‌توانند مستقیماً به یکدیگر پیام دهند و نیازی به مداخله از نقطه دسترسی مرکزی نیست.
• توان کمتر مورد نیاز برای هر نود: هر دستگاه در شبکه نیازی به ارسال سیگنالی که برای رسیدن به یک نقطه دسترسی مرکزی به اندازه کافی قوی باشد، ندارد.
• امنیت بهتر: در صورت حمله، نودهای منفرد به راحتی جایگزین می‌شوند.
• توپولوژی ساده‌تر: شبکه‌های مش به زیرساخت کمتری نسبت به سایر انواع پیکربندی شبکه‌ها نیاز دارند.

معایب شبکه مش چیست؟

شبکه‌های مش دارای اشکالاتی نیز هستند. از جمله اینکه:

• هزینه: یک روتر و توسعه‌دهنده‌های محدوده Wi-Fi می‌توانند شبکه‌ مقرون‌به‌صرفه‌تری را ایجاد کنند. اما نودهای مجزا همان محدوده‌ای را که روتر بی‌سیم و توسعه‌دهنده برد پوشش می‌دهند، پوشش نمی‌دهند. این بدان معناست که به نودهای بیشتری در یک شبکه مش مورد نیاز است.
• مقیاس‌پذیری: مقیاس‌بندی اندازه شبکه بسته به تعداد نودهای مورد نیاز ممکن است دشوارتر باشد.
• پیچیدگی: هر نود باید هم پیام ارسال کند و هم به عنوان روتر عمل کند. هرچه یک شبکه Mesh پیچیده‌تر شود، مدیریت یا عیب‌یابی همه نودها دشوارتر می‌شود.
• تاخیر: با استفاده از WANهای کم مصرف، تأخیر ایجاد شده می‌تواند مشکل‌ساز باشد زیرا ممکن است قابلیت پردازش کافی برای مدیریت پیام وجود نداشته باشد.
• مصرف برق: با یک نود با توان پایین‌تر، شبکه‌های مش به سختی قابل استقرار هستند.

تفاوت بین شبکه مش و وای فای معمولی چیست؟

بزرگترین تفاوت بین شبکه‌های Wi-Fi و مش این است که با وای فای، یک روتر معمولی به عنوان یک نقطه دسترسی متمرکز عمل می‌کند، درحالی‌که شبکه‌های مش غیرمتمرکز هستند. Wi-Fi معمولی دارای اتصالات شبکه تکی است که در آن درخواست‌های دستگاه‌ها اجازه اتصال به روتر مرکزی را می‌دهند.

تمام ترافیک از طریق یک نقطه دسترسی هدایت می‌شود. شبکه‌های مش به جای تکیه بر یک نقطه دسترسی واحد، به دستگاه‌ها اجازه می‌دهند تا برای مسیریابی داده‌ها بین کلاینت‌ها به یکدیگر متصل شوند.

Wi-Fi معمولی برای کاربران با بودجه کمتر و در فضاهای کوچک‌تر توصیه می‌شود. با این حال، اگر نیاز به پوشش یک منطقه بزرگ‌تر بوده و هزینه هم اهمیتی نداشته باشد شبکه مش ارزش بکارگیری را دارد.