Existem muitas maneiras diferentes de construir um rede de computadores. A topologia de rede mesh está lentamente se tornando o novo padrão ouro para redes domésticas, mas o que significa ter uma “topologia mesh”?
Explicaremos as coisas mais importantes que você precisa saber sobre topologia de rede, por que a tecnologia mesh é única e por que está se tornando tão popular.
O que significa “topologia”?
Topologia refere-se a como as coisas são organizadas umas em relação às outras. Por exemplo, o mapa topológico de uma área não é muito usado para navegação detalhada, mas mostra a disposição geral dos pontos de interesse.
No contexto da ciência da computação e das redes, topologia refere-se a como os elementos de uma rede estão interligados. Descreve quais nós em uma rede podem se comunicar diretamente antes de passar por outro nó.
Outros tipos de topologia de rede
Existem cinco tipos gerais de topologia de rede, cada um com suas vantagens e desvantagens.
As redes detopologia de barramento linear têm todos os nós conectados a um único cabo. Este cabo é conhecido como conexão “backbone”, com um “terminador” em cada extremidade deste cabo principal. Os dados fluem apenas em uma direção por vez, conhecido como sistema “half-duplex”.
Esta é uma configuração de rede simples que não requer muito cabeamento. Entretanto, o ponto fraco de uma topologia de barramento é que toda a rede para de funcionar se algo der errado com o cabo backbone. Também é difícil identificar qual dispositivo na rede pode estar causando problemas, o que torna a solução de problemas demorada.
As redes de
topologia em anel não possuem um único cabo com terminadores em cada extremidade. Em vez disso, todos os nós são organizados em círculo, com cada nó sempre tendo outro nó em ambos os lados. Ao contrário das redes de topologia de barramento linear, as redes de topologia em anel operam em modo full-duplex para que os dados possam ser enviados e recebidos simultaneamente. Assim como a topologia de barramento, qualquer falha no cabo desliga toda a rede.
As redes de
topologia em estrela são o tipo mais comum de rede doméstica atualmente. Aqui, todos os nós da rede têm uma conexão direta com um dispositivo central. Pode ser um switch de rede, hub ou roteador. Todo o tráfego de rede flui através deste dispositivo primário..
Uma desvantagem desta topologia é o potencial de congestionamento da rede e, claro, o dispositivo hub como um ponto único 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, já que a maioria dos dispositivos está conectada ao roteador sem fio usando Wi-Fi, com a Ethernet reservada para alguns dispositivos.
Topologia em árvore (também conhecida como Topologia em estrela expandida, também conhecida como Topologia hierárquica) pega a ideia de uma rede de topologia em estrela e a expande em uma arquitetura semelhante a uma árvore. Por exemplo, seu roteador doméstico é o centro de 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 backbone, de modo que o “tronco” da topologia em árvore é uma rede de barramento linear e os “ramos” são redes de topologia em estrela.
Lembre-se desses projetos gerais de rede enquanto descompactamos a topologia mesh.
Topologia de malha
Uma rede Mesh Topology oferece uma conexão direta entre quaisquer dois nós. Ao contrário das topologias de barramento ou anel, o tráfego de rede não precisa passar por todos os nós 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 de forma privada, sem chance de qualquer outra pessoa na rede escutar.
Isso é verdade para redes full mesh, mas existem dois tipos de topologia de rede mesh, então vamos descompactar brevemente a primeira.
Topologia de malha completa versus topologia de malha parcial
Existem dois tipos de topologia de malha. Em redes Full Mesh , cadanó da rede tem uma conexão ponto a ponto com todos os outros nós. Isso significa que não importa onde dois nós estejam localizados na rede, há uma conexão direta com ou sem fio entre eles. Isso requer a fiação mais complexa, com o número de conexões rapidamente a cada nó adicionado.
Uma rede de malha parcial tem a mesma filosofia básica em seu design: os nós da rede se conectam diretamente a outros nós, mas nem todos os nós estão conectados a todos os outros nós. Cada nó está conectado a pelo menos um outro nó, e muitas vezes a mais de um, mas a malha parcial não é tão complexa..
As vantagens da topologia de malha
A principal vantagem de uma rede full mesh são as conexões redundantes. Mesmo que uma conexão direta entre qualquer número de nós falhe, eles sempre poderão passar roteando por outro nó da rede, mesmo que não seja tão rápido. Melhor ainda, é fácil identificar onde está a falha intencionalmente, então consertar as coisas é relativamente fácil.
Nesse sentido, as redes full mesh 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 fiquem inativos. Redes mesh parciais oferecem menos redundância, embora os projetistas de rede possam se concentrar em fornecer o máximo de conexões aos nós mais críticos, equilibrando redundância, custo e complexidade.
Além de serem redundantes, as redes mesh apresentam uma vantagem significativa em relação ao desempenho da rede, uma vez que todos os nós podem enviar e receber dados simultaneamente, escolhendo as rotas mais eficientes através da rede. Isso significa desempenho de rede confiável e de baixa latência, perfeito para configurações de IoT (Internet das Coisas) em casas inteligentes.
As redes mesh têm privacidade excepcional, já que os dados são transferidos entre dispositivos de rede em sistemas full mesh.
Finalmente, as redes mesh têm excelente escalabilidade sem afetar negativamente o desempenho ou a largura de banda da rede. Uma rede mesh pode crescer organicamente ao longo do tempo, adicionando novos nós e conectando-os aos nós mais próximos (malha parcial) ou a todas as outras notas (malha completa).
As desvantagens da topologia de malha
As duas principais desvantagens da topologia mesh são o custo e a complexidade. Configurações de malha parcial ajudam a equilibrar esses problemas, mas uma rede com fio de malha completa é como uma teia de conexões.
As redes mesh têm 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, já que nós individuais que apresentam problemas por qualquer motivo devem ser consertados ou substituídos para manter o desempenho da rede.
Redes Mesh sem fio em casa
As redes locais (LANs) usadas em residências têm sido 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 à Internet em toda a casa está a crescer com o surgimento 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. Repetidores e extensores vêm com configurações complexas e pior desempenho de rede, por isso não são a solução ideal para redes domésticas inteiras.
Os roteadores de rede mesh domésticos são um exemplo de redes mesh parciais ou talvez um tipo de topologia híbrida. Nem todos os nós estão conectados a todos os nós. Em vez disso, o nó primário se conecta à WAN (Wide Area Network), que é outra forma de se referir à Internet além da sua rede doméstica.
Esse nó primário é conectado diretamente a dispositivos como laptops e smartphones, mas também configura conexões sem fio dedicadas a outras unidades de rede mesh. Cada roteador mesh se conecta à unidade mesh seguinte com a melhor velocidade e confiabilidade de conexão. Essa conexão pode ser por Wi-Fi ou por “backhaul” Ethernet, onde um cabo de alta velocidade conecta algumas unidades de roteador mesh.
À medida que os dispositivos se movem pela casa, eles são transmitidos perfeitamente entre as unidades mesh, à medida que cada uma retransmite o caminho para a Internet. Nós clientes, como smartphones, não são usados como parte da malha. Nenhum tráfego é roteado de um dispositivo cliente diretamente para outro. Todo o tráfego passa para o nó do roteador mesh mais próximo. Se você quiser expandir a rede para melhorar o desempenho ou a cobertura, adicione mais unidades de malha.
Como você pode ver, as redes sem fio “mesh” para uso doméstico não correspondem exatamente ao modelo de uma rede mesh real. Em vez disso, é mais como ter várias redes de topologia em estrela interligadas por um conjunto de subconexões mesh dedicadas.
Ainda assim, este é o mais avançado e solução de rede doméstica perfeita. Um que podemos recomendar a qualquer pessoa, presumindo que seu orçamento se estenda a essa nova tecnologia.
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