컴퓨터 네트워크(computer network) 를 구축하는 방법에는 여러 가지가 있습니다 . 메시(Mesh) 네트워크 토폴로지는 서서히 홈 네트워크의 새로운 표준이 되고 있습니다. 하지만 "메시 토폴로지"가 있다는 것은 무엇을 의미합니까?
네트워크 토폴로지에 대해 알아야 할 가장 중요한 사항, 메시 기술이 고유한 이유 및 인기 있는 이유를 설명합니다.
"토폴로지"는 무엇을 의미합니까?
토폴로지는 사물이 서로 관련하여 배열되는 방식을 나타냅니다. 예를 들어, 지역의 토폴로지 맵은 자세한 탐색에 많이 사용되지 않지만 관심 지점의 "큰 그림" 배열을 보여줍니다.
컴퓨터 과학 및 네트워크의 맥락에서 토폴로지는 네트워크의 요소가 함께 연결되는 방식을 나타냅니다. 네트워크의 어떤 노드가 다른 노드를 통과하기 전에 직접 통신할 수 있는지 설명합니다.
다른 유형의 네트워크 토폴로지
네트워크 토폴로지에는 각각 장단점이 있는 5가지 일반적인 유형이 있습니다.
선형 버스 토폴로지(Linear Bus Topology ) 네트워크에는 단일 케이블에 연결된 모든 노드가 있습니다. 이 케이블을 "백본" 연결이라고 하며 이 메인 케이블의 양쪽 끝에 "종단기"가 있습니다. 데이터(Data) 는 "반이중" 시스템으로 알려진 한 번에 한 방향으로만 흐릅니다.
이것은 많은 케이블이 필요하지 않은 간단한 네트워크 설정입니다. 그러나 버스 토폴로지의 약점은 백본 케이블에 문제가 발생하면 전체 네트워크가 작동을 멈춘다는 것입니다. 또한 네트워크의 어떤 장치가 문제를 일으킬 수 있는지 정확히 찾아내기 어렵기 때문에 문제 해결에 시간이 많이 걸립니다.
링 토폴로지(Ring Topology ) 네트워크에는 양쪽 끝에 터미네이터가 있는 단일 케이블이 없습니다. 대신 모든 노드는 원으로 배열되며 모든 노드는 항상 양쪽에 다른 노드를 갖습니다. 선형 버스 토폴로지 네트워크와 달리 링 토폴로지 네트워크는 전이중 모드에서 작동하므로 데이터를 동시에 보내고 받을 수 있습니다. 버스 토폴로지와 마찬가지로 케이블에 결함이 있으면 전체 네트워크가 다운됩니다.
스타 토폴로지(Star Topology ) 네트워크는 오늘날 가장 일반적인 유형의 홈 네트워크입니다. 여기서 네트워크의 모든 노드는 중앙 장치에 직접 연결됩니다. 이것은 네트워크 스위치, 허브 또는 라우터일 수 있습니다. 모든 네트워크 트래픽은 이 기본 장치를 통해 흐릅니다.
이 토폴로지의 한 가지 단점은 네트워크 정체 및 단일 실패 지점으로서의 허브 장치의 가능성입니다. 또한 유선 네트워크에서 위의 네트워크 토폴로지보다 훨씬 더 많은 케이블이 필요합니다.
그러나 대부분의 홈 네트워크에서는 대부분의 장치가 Wi-Fi(Wi-Fi) 를 사용하여 무선 라우터에 연결되기 때문에 문제가 되지 않습니다 . 이더넷(Ethernet) 은 소수의 장치용으로 예약되어 있습니다.
트리 토폴로지(Expanded Star Topology라고도 함, Hierarchical Topology라고도 함)(Tree Topology (aka Expanded Star Topology, aka Hierarchical Topology) ) 는 스타 토폴로지 네트워크의 아이디어를 가져와 트리와 같은 아키텍처로 확장합니다. 예를 들어 홈 라우터는 스타 토폴로지의 중심이지만 더 큰 스타의 노드인 로컬 라우터가 있는 더 큰 스타의 노드입니다.
다른 스타 토폴로지 네트워크도 백본 케이블에 연결되므로 트리 토폴로지의 "트렁크"는 선형 버스 네트워크이고 "분기"는 스타 토폴로지 네트워크입니다.
메쉬 토폴로지를 풀 때 이러한 일반 네트워크 설계를 염두에 두십시오.
메쉬 토폴로지
메시 토폴로지(Mesh Topology) 네트워크는 두 노드 간의 직접 연결을 제공합니다. 버스 또는 링 토폴로지와 달리 네트워크 트래픽은 대상에 도달하기 위해 네트워크의 모든 노드를 통과할 필요가 없습니다. 또한 네트워크 트래픽은 스타 토폴로지와 마찬가지로 중앙 허브를 통과할 필요도 없습니다. 두 노드는 네트워크의 다른 사람이 도청할 가능성 없이 비공개로 통신할 수 있습니다.
풀 메시(full mesh) 네트워크 의 경우도 마찬가지 지만 메시 네트워크 토폴로지에는 두 가지 유형이 있으므로 먼저 먼저 간략히 살펴보겠습니다.
전체 메시 토폴로지 대 부분 메시 토폴로지(Full Mesh Topology Versus Partial Mesh Topology)
메쉬 토폴로지에는 두 가지 유형이 있습니다. 풀 메시(Full Mesh ) 네트워크에서 네트워크의 모든 노드(every) 는 다른 모든 노드에 대해 지점 간 연결이 있습니다. 즉, 네트워크에서 두 노드가 어디에 있든 관계없이 이들 사이에는 직접 유선 또는 무선 연결이 있습니다. 이를 위해서는 모든 노드가 추가될 때마다 빠르게 연결되는 가장 복잡한 배선이 필요합니다.
부분 메시(Partial Mesh ) 네트워크는 네트워크 의 노드가 다른 노드에 직접 연결되지만 모든 노드가 다른 모든 노드에 연결되는 것은 아니라는 동일한 기본 철학을 설계에 적용합니다. 모든 노드는 적어도 하나의 다른 노드에 연결되며, 종종 하나 이상에 연결되지만 부분 메시는 그다지 복잡하지 않습니다.
메쉬 토폴로지의 장점
풀 메시 네트워크의 주요 이점은 중복 연결입니다. 여러 노드 간의 직접 연결이 실패하더라도 속도가 빠르지 않더라도 항상 다른 네트워크 노드를 통해 라우팅하여 연결할 수 있습니다. 더군다나 설계상 결함이 어디에 있는지 찾아내기가 쉽기 때문에 문제를 수정하는 것이 상대적으로 쉽습니다.
그런 의미에서 풀 메시 네트워크는 인터넷 전체와 같으며, 대규모 네트워크 세그먼트가 다운되더라도 데이터 전송을 위한 실행 가능한 경로가 하나 이상 항상 있습니다. 부분 메시 네트워크는 덜 중복성을 제공하지만 네트워크 설계자는 가장 중요한 노드에 가장 많은 연결을 제공하고 중복성, 비용 및 복잡성의 균형을 맞추는 데 집중할 수 있습니다.
중복되는 것 외에도 메시 네트워크는 노드가 모두 동시에 데이터를 보내고 받을 수 있으므로 네트워크를 통해 가장 효율적인 경로를 선택할 수 있으므로 네트워크 성능과 관련하여 상당한 이점이 있습니다. 이는 스마트 홈의 IoT(사물 인터넷) 설정에 적합한 안정적(IoT) 이고 지연 (Things)시간 이 짧은 네트워킹 성능을 의미합니다.(Internet)
메시(Mesh) 네트워크는 데이터가 풀 메시 시스템에서 네트워크 장치 간에 이동하기 때문에 개인 정보 보호가 탁월합니다.
마지막으로 메시 네트워크는 네트워크 성능이나 대역폭에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 뛰어난 확장성을 제공합니다. 메쉬 네트워크는 새로운 노드를 추가하고 가장 가까운 노드(부분 메쉬) 또는 다른 모든 노트(전체 메쉬)에 연결하여 시간이 지남에 따라 유기적으로 성장할 수 있습니다.
메쉬 토폴로지의 단점
메쉬 토폴로지의 두 가지 주요 단점은 비용과 복잡성입니다. 부분 메시 설정은 이러한 문제의 균형을 맞추는 데 도움이 되지만 전체 메시의 유선 네트워크는 거미줄과 같습니다.
메시(Mesh) 네트워크는 다른 네트워크 유형보다 전력 소비가 높습니다. 데이터에 대한 라우팅 경로를 제공하려면 모든 노드가 활성 상태이고 켜져 있어야 하기 때문입니다. 또한 네트워크 성능을 유지하려면 어떤 이유로든 문제가 발생하는 개별 노드를 수정하거나 교체해야 하므로 유지 관리 부담이 큽니다.
가정의 무선 메시 네트워크
가정에서 사용되는 LAN(LANs) ( Local Area Network(Area Networks) )은 전통적으로 스타 토폴로지 네트워크였습니다. 모든 장치는 Wi-Fi(Wi-Fi) 또는 이더넷(Ethernet) 을 통해 중앙 라우터에 연결됩니다 . 스마트 기기 및 가전 제품의 등장으로 가정 전체에서 인터넷 연결에 대한 필요성이 커지고 있습니다.
중앙 집중식 장치는 성능 병목 현상을 일으키고 리피터나 익스텐더(repeaters or extenders) 를 사용하지 않고 유선 연결과 무선 신호의 도달 범위를 제한할 수 있습니다 . 리피터와 익스텐더는 구성이 복잡하고 네트워크 성능이 나빠서 전체 홈 네트워킹에 이상적인 솔루션이 아닙니다.
가정의 메시(Mesh) 네트워크 라우터는 부분 메시 네트워크 또는 하이브리드 토폴로지 유형의 한 예입니다. 모든 노드가 모든 노드에 연결되어 있는 것은 아닙니다. 대신 기본 노드가 WAN ( Wide Area Network )에 연결됩니다. 이는 홈 네트워크를 넘어 더 큰 인터넷을 참조하는 또 다른 방법입니다.
이 기본 노드는 랩톱 및 스마트폰과 같은 장치에 직접 연결되지만 다른 메시 네트워크 장치에 대한 전용 무선 연결도 설정합니다. 모든(Every) 메시 라우터는 최고의 연결 속도와 안정성으로 다음 메시 유닛에 연결됩니다. 이러한 연결은 Wi-Fi 또는 이더넷 "(Ethernet “) 백홀"을 통해 이루어질 수 있으며, 여기서 고속 케이블은 일부 메시 라우터 장치를 연결합니다.
장치가 집 주변을 이동할 때 각각의 장치가 인터넷 경로를 중계할 때 메쉬 장치 간에 원활하게 전달됩니다. 스마트폰과 같은 클라이언트 노드는 메시의 일부로 사용되지 않습니다. (Client)트래픽은 한 클라이언트 장치를 통해 다른 클라이언트 장치로 직접 라우팅되지 않습니다. 모든 트래픽은 가장 가까운 메시 라우터 노드로 전달됩니다. 성능이나 적용 범위를 개선하기 위해 네트워크를 확장하려면 더 많은 메시 유닛을 추가하십시오.
보시다시피 가정용 "메쉬" 무선 네트워크는 실제 메시 네트워크의 템플릿과 완전히 일치하지 않습니다. 대신, 전용 메시 하위 연결 세트로 함께 연결된 여러 스타 토폴로지 네트워크를 갖는 것과 비슷합니다.
그래도 이것은 가장 진보되고 완벽한 홈 네트워크 솔루션(seamless home network solution) 입니다. 예산이 이 새로운 기술로 확장될 것이라고 가정하면 누구에게나 추천할 수 있습니다.
What Is Mesh Network Topology?
Thеre are many 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.
