Existem muitas maneiras diferentes de construir um rede de computadores. A topologia de rede de malha está lentamente se tornando o novo padrão ouro para redes domésticas, mas o que significa ter uma "topologia de malha"?
Vamos explicar as coisas mais importantes que você precisa saber sobre a topologia de rede, por que a tecnologia de malha é única e por que está se tornando tão popular.
o que significa "topologia"?
A topologia refere -se a como as coisas são organizadas em relação um ao outro. Por exemplo, o mapa topológico de uma área não é muito usado para navegação detalhada, mas mostra o arranjo de pontos de interesse do "quadro geral".
No contexto da ciência da computação e das redes, a topologia refere -se a como os elementos de uma rede estão ligados. Ele descreve quais nós em uma rede podem se comunicar diretamente antes de passar por outro nó.
Existem cinco tipos gerais de topologia de rede, cada um com suas vantagens e desvantagens.
Topologia de barramento linear As redes têm todos os nós conectados a um único cabo. Este cabo é conhecido como uma conexão "backbone", com um "Terminator" em cada extremidade deste cabo principal. Os dados fluem apenas em uma direção de cada vez, conhecida como sistema "meio duplex".
Esta é uma configuração de rede simples que não requer muito cabeamento. No entanto, a fraqueza em uma topologia de barramento é que toda a rede para de funcionar se algo der errado com o cabo da espinha dorsal. Também é difícil identificar qual dispositivo na rede pode estar causando problemas, fazendo com que a solução de problemas demorasse.
topologia de anel As redes não possuem um único cabo com terminadores em cada extremidade. Em vez disso, todos os nós estão dispostos em círculo, com todos os nós sempre tendo outro nó nos dois lados. Diferentemente das redes de topologia de barramento linear, as redes de topologia de anel operam em um modo complexo completo para que os dados possam ser enviados e recebidos simultaneamente. Como a topologia de barramento, qualquer falha no cabo reduz toda a rede.
A topologia em estrela é o tipo mais comum de rede doméstica atualmente. Aqui, todos os nós da rede têm uma conexão direta com um dispositivo central. Este pode ser um interruptor de rede, hub ou roteador. Todo o tráfego de rede flui através deste dispositivo primário..
Uma desvantagem dessa topologia é o potencial de congestionamento da rede e, é claro, o dispositivo hub como um único ponto de falha. Também requer muito mais cabeamento do que as topologias de rede acima em uma rede com fio.
No entanto, na maioria das redes domésticas, isso não é um problema, pois a maioria dos dispositivos está conectada ao roteador sem fio usando Wi-Fi, com Ethernet reservado para um punhado de dispositivos.
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topologia de árvores (também conhecida como topologia de estrelas expandida, aka topologia hierárquica) leva a idéia de uma rede de topologia em estrela e a expande para uma arquitetura semelhante a uma árvore. Por exemplo, seu roteador doméstico é o centro da sua topologia em estrela, mas é um nó em uma estrela maior com um roteador local, que é um nó em uma estrela ainda maior.
As diferentes redes de topologia em estrela também estão conectadas a um cabo de backbone; portanto, o "tronco" da topologia de árvores é uma rede de barramento linear, e as "galhos" são redes de topologia em estrela.
Mantenha esses projetos de rede geral em mente à medida que descompactamos a topologia de malha.
Uma rede de topologia de malha oferece uma conexão direta entre dois nós. Ao contrário das topologias de ônibus ou anel, o tráfego de rede não precisa passar por todos os nó da rede para chegar ao seu destino. O tráfego de rede também não precisa passar por um hub central, como acontece com uma topologia em estrela. Quaisquer dois nós podem se comunicar em particular, sem chance de que mais ninguém na rede possa escutar.
Isso é verdade nas redes malha completa, mas existem dois tipos de topologia de rede de malha, então vamos descompactar brevemente o primeiro.
Topologia de malha completa versus topologia parcial de malha
Existem dois tipos de topologia de malha. Em malha completa redes, todo nóna rede tem uma conexão ponto a ponto com todos os outros nó. Isso significa que, não importa onde dois nós estejam localizados na rede, há uma conexão com fio direto ou sem fio entre eles. Isso requer a fiação mais complexa com o número de conexões rapidamente com cada nó adicionado.
Uma rede parcial de malha parcial tem a mesma filosofia básica em seu design que os nós da rede se conectam diretamente a outros nós, mas nem todo nó está conectado a todos os outros nó. Cada nó está conectado a pelo menos um outro nó, e geralmente mais de um, mas a malha parcial não é tão complexa..
as vantagens da topologia de malha
A principal vantagem de uma rede de malha completa são as conexões redundantes. Mesmo que uma conexão direta entre qualquer número de nós falhe, eles sempre podem passar por outro nó de rede, mesmo que não seja tão rápido. Melhor ainda, é fácil identificar onde a falha é por design, então consertar as coisas é relativamente fácil.
Nesse sentido, as redes de malha completas são como a Internet como um todo, onde pelo menos uma rota viável para transmissão de dados está sempre disponível, mesmo que grandes segmentos de rede caam. As redes parciais de malha oferecem menos redundância, embora os designers de rede possam se concentrar em dar aos nós mais críticos mais conexões, equilibrando redundância, custo e complexidade.
Além de ser redundante, as redes de malha têm uma vantagem significativa em relação ao desempenho da rede, pois todos os nós podem enviar e receber dados simultaneamente, escolhendo as rotas mais eficientes através da rede. Isso significa desempenho de rede de baixa latência confiável e de baixa latência, perfeita para configurações de IoT (Internet of Things) em casas inteligentes.
As redes de malhatêm privacidade excepcional, já que os dados se movem entre dispositivos de rede em sistemas de malha completos.
Finalmente, as redes de malha têm excelente escalabilidade sem afetar negativamente o desempenho da rede ou a largura de banda. Uma rede de malha pode crescer organicamente ao longo do tempo adicionando novos nós e conectando-os aos nós mais próximos (malha parcial) ou em todas as outras notas (malha completa).
as desvantagens de topologia de malha
As duas principais desvantagens da topologia de malha são custos e complexidade. As configurações parciais de malha ajudam a equilibrar esses problemas, mas uma rede com fio integral é como a rede de conexões de uma aranha.
As redes de malhatêm maior consumo de energia do que outros tipos de rede. Isso ocorre porque todos os nós devem estar ativos e ativados para fornecer caminhos de roteamento para dados. Há também uma carga de manutenção significativa, pois os nós individuais que desenvolvem problemas por qualquer motivo devem ser corrigidos ou substituídos para manter o desempenho da rede. >
As redes de área local (LANS) usadas em casa são tradicionalmente redes de topologia em estrela. Todos os dispositivos se conectam a um roteador central, seja por Wi-Fi ou Ethernet. A necessidade de conectividade da Internet em toda a casa está crescendo com a ascensão de dispositivos inteligentes e eletrodomésticos..
Um dispositivo centralizado pode causar gargalos de desempenho e limitar o alcance de conexões com fio e sinais sem fio sem usar repetidores ou extensores. Os repetidores e extensores vêm com configurações complexas e pior desempenho da rede, por isso não são a solução ideal para redes de casa inteira.
Os roteadores de rede de malha na casa são um exemplo de redes parciais de malha ou talvez um tipo de topologia híbrida. Nem todos os nós estão conectados a todos os nó. Em vez disso, o nó principal se conecta à WAN (Wide Area Network), que é outra maneira de se referir à Internet maior além da sua rede doméstica.
Esse nó primário está conectado diretamente a dispositivos como laptops e smartphones, mas também configura conexões sem fio dedicadas para outras unidades de rede de malha. Todo roteador de malha se conecta à seguinte unidade de malha com a melhor velocidade e confiabilidade da conexão. Essa conexão pode ser sobre Wi-Fi ou através da Ethernet "backhaul", onde um cabo de alta velocidade conecta algumas unidades de roteador de malha.
À medida que os dispositivos se movem pela casa, eles são entregues perfeitamente entre as unidades de malha, pois cada um retranspeita o caminho para a Internet. Os nós do cliente, como smartphones, não são usados como parte da malha. Nenhum tráfego é roteado através de um dispositivo cliente diretamente para outro. Todo o tráfego passa para o nó do roteador de malha mais próximo. Se você deseja expandir a rede para melhorar o desempenho ou a cobertura, adicione mais unidades de malha.
Como você pode ver, as redes sem fio "malha" para uso doméstico não correspondem ao modelo de uma rede de malha real. Em vez disso, é mais como ter várias redes de Star-topology vinculadas por um conjunto de subconexões de malha dedicadas.
Ainda assim, este é o mais avançado e Solução de rede doméstica sem costura. Um que podemos recomendar a qualquer pessoa, assumindo que seu orçamento se estenda a esta nova tecnologia.
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