Что такое топология сетки? [Определение]

Ячеистая топология - это тип сети, в которой все узлы взаимодействуют для распределения данных между собой. Эта топология была первоначально разработана более 30 лет назад для военных приложений, но сегодня они обычно используются для таких вещей, как домашняя автоматизация, интеллектуальное управление HVAC и интеллектуальные здания. В этой статье мы дадим общий обзор того, как работает топология ячеистой сети, преимущества и соображения, связанные с ячеистой сетью, отраслевыми стандартами и альтернативами.

Вот пример продукта Wi-Fi, в котором используется ячеистая сеть.

Как работают сетчатые топологии?

Многие ячеистые сети позволяют радиостанциям самопроизвольно организовываться с помощью так называемого произвольной векторизации расстояния по запросу . Это реактивный протокол, использующий некоторые характеристики проактивной маршрутизации - это означает, что разработчик создает некоторые из маршрутов и определяет узлы, которые играют разные роли, например конечный узел или повторитель. Проще говоря, конечная точка действует не только как место назначения и источник данных, но и как точка ретрансляции .

Mesh-системы обычно полагаются на таблицу маршрутизации , который сообщает каждому узлу:(а) как взаимодействовать с точкой доступа и (б) как узел должен направлять трафик, который пытается куда-то направиться. Таблица маршрутизации предполагает, что нет прямой связи нигде в сети, кроме узлов, у которых есть маршрут к точке доступа. Это похоже на большую телефонную игру:если вы не знаете маршрут, вы отправляете сообщение тому, у кого этот маршрут установлен. Таблицы маршрутизации состоят из:

• Идентификатор источника
• Идентификатор места назначения
• Исходный порядковый номер
• Порядковый номер места назначения
• Идентификатор трансляции
• Пора жить

(Это довольно технические темы, и мы не будем их здесь подробно освещать.)

Mesh-сети работают двумя способами:с помощью маршрутизации данные или флуд данные. Когда вы маршрутизируете сообщение в ячеистой сети распространяется по заранее определенному пути, перескакивая от узла к узлу, пока не достигнет пункта назначения. Чтобы установить эти маршруты и гарантировать, что они доступны, сеть должна быть постоянно подключена и настраиваться. Другими словами, он должен постоянно работать, чтобы найти сломанные пути и создать алгоритмы самовосстановления для построения таблиц маршрутов. Поскольку для установления этого маршрута в сети проходит много трафика второго уровня (MAC), ячеистые сети могут быть менее эффективными, чем звездообразные (о которых мы поговорим чуть позже).

Более простая ячеистая сеть требует флуда подход, при котором данные непрерывно передаются по сети. Если модуль видит данные со своим адресом, он просто захватывает их. Это работает из-за значения времени жизни, или значения TTL, при котором сообщениям разрешено распространяться через сетку только в течение фиксированного количества переходов, прежде чем они будут удалены.

Преимущества

• Вы можете перемещать большие объемы данных по сети, если сетка работает правильно.
• Он относительно энергоэффективен и, следовательно, обеспечивает приличное время автономной работы.
• Существует множество недорогого радиооборудования для ячеистой сети, например ZigBee.
• В ячеистых сетях меньше задержка при установке соединения.

Рекомендации

• Если у вас нет распределенных узлов по всему зданию (или где бы вы ни пытались пойти), у вас могут возникнуть узкие места и проблемы со связью. ZigBee, например, может передавать только от 30 до 50 футов от узла к узлу. Это может стать проблемой, если у вас нет плотного размещения датчиков по всему зданию.
• Ячеистые сети по своей природе очень малодействующие. Мы поговорили с установщиком HVAC, который признался, что добавлял дополнительные термостаты в здание только для того, чтобы можно было правильно установить связи.

Отраслевые стандарты для топологий беспроводной сети

Одна из самых популярных и известных ячеистых сетей - ZigBee. Другие известные топологии сетки включают:

• Z-Wave
• 802.15.4
• DASH7
• 6LoWPAN
• ANT
• One-Net
• MiWi
• WirelessHART
• Wibree

Альтернатива топологии сетки

Ячеистые сети - не единственный способ удовлетворить потребности в сетях с низким энергопотреблением для корпоративных и промышленных интеллектуальных приложений. Фактически, подавляющее большинство технологий маломощных глобальных сетей (LPWAN) используют сеть с топологией звезды . , где конечные точки подключаются напрямую к точке доступа. Убедитесь, что вы внимательно изучили все типы сетей, прежде чем выбирать топологию, которая лучше всего подойдет вам.