มีหลายวิธีในการสร้าง เครือข่ายคอมพิวเตอร์ โทโพโลยีเครือข่ายแบบเมชกำลังค่อยๆ กลายเป็นมาตรฐานทองคำใหม่สำหรับเครือข่ายในบ้าน แต่การมี "โทโพโลยีแบบเมช" หมายความว่าอย่างไร
เราจะอธิบายสิ่งที่สำคัญที่สุดที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับโทโพโลยีเครือข่าย เหตุใดเทคโนโลยีเมชจึงมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว และเหตุใดจึงได้รับความนิยมอย่างมาก
“โทโพโลยี” หมายถึงอะไร?
โทโพโลยีหมายถึงวิธีการจัดเรียงสิ่งต่าง ๆ โดยสัมพันธ์กัน ตัวอย่างเช่น แผนที่ทอพอโลยีของพื้นที่ไม่ได้ใช้มากนักสำหรับการนำทางโดยละเอียด แต่แสดงการจัดเรียงจุดสนใจ "ภาพรวม"
ในบริบทของวิทยาการคอมพิวเตอร์และเครือข่าย โทโพโลยีหมายถึงวิธีที่องค์ประกอบของเครือข่ายเชื่อมโยงเข้าด้วยกัน โดยอธิบายว่าโหนดใดบนเครือข่ายที่สามารถสื่อสารได้โดยตรงก่อนที่จะผ่านโหนดอื่น
โทโพโลยีเครือข่ายประเภทอื่นๆ
โทโพโลยีเครือข่ายโดยทั่วไปมีห้าประเภท แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสีย
เครือข่ายลิเนียร์บัสโทโพโลยี มีโหนดทั้งหมดเชื่อมต่อกับสายเคเบิลเส้นเดียว สายเคเบิลนี้เรียกว่าการเชื่อมต่อแบบ "แบ็คโบน" โดยมี "เทอร์มิเนเตอร์" ที่ปลายแต่ละด้านของสายเคเบิลหลักนี้ ข้อมูลจะไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้นหรือที่เรียกว่าระบบ "ฮาล์ฟดูเพล็กซ์"
นี่คือการตั้งค่าเครือข่ายง่ายๆ ที่ไม่ต้องใช้สายเคเบิลมากนัก อย่างไรก็ตาม จุดอ่อนในโทโพโลยีบัสคือเครือข่ายทั้งหมดจะหยุดทำงานหากมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นกับสายเคเบิลแกนหลัก นอกจากนี้ยังระบุได้ยากว่าอุปกรณ์ใดบนเครือข่ายที่อาจทำให้เกิดปัญหา ทำให้การแก้ปัญหาใช้เวลานาน
เครือข่าย
Ring Topology ไม่มีสายเคเบิลเส้นเดียวที่มีเทอร์มิเนเตอร์อยู่ที่ปลายแต่ละด้าน แต่โหนดทั้งหมดจะถูกจัดเรียงเป็นวงกลม โดยทุกโหนดจะมีโหนดอื่นทั้งสองด้านเสมอ เครือข่ายโทโพโลยีแบบวงแหวนต่างจากเครือข่ายโทโพโลยีบัสเชิงเส้นทำงานในโหมดฟูลดูเพล็กซ์ เพื่อให้สามารถส่งและรับข้อมูลได้พร้อมกัน เช่นเดียวกับโทโพโลยีบัส ข้อผิดพลาดใดๆ ในสายเคเบิลจะทำให้เครือข่ายทั้งหมดล่ม
เครือข่าย
Star Topology เป็นเครือข่ายภายในบ้านประเภทที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน ที่นี่โหนดทั้งหมดในเครือข่ายมีการเชื่อมต่อโดยตรงกับอุปกรณ์ส่วนกลาง นี่อาจเป็นสวิตช์เครือข่าย ฮับ หรือเราเตอร์ การรับส่งข้อมูลเครือข่ายทั้งหมดจะไหลผ่านอุปกรณ์หลักนี้.
ข้อเสียประการหนึ่งของโทโพโลยีนี้คือโอกาสที่เครือข่ายจะติดขัด และแน่นอนว่าอุปกรณ์ฮับเป็นจุดเดียวของความล้มเหลว นอกจากนี้ยังต้องใช้สายเคเบิลมากกว่าโทโพโลยีเครือข่ายข้างต้นในเครือข่ายแบบมีสาย
อย่างไรก็ตาม ในเครือข่ายในบ้านส่วนใหญ่ นี่ไม่ใช่ปัญหาเนื่องจากอุปกรณ์ส่วนใหญ่เชื่อมต่อกับเราเตอร์ไร้สายโดยใช้ Wi-Fi โดยมีอีเทอร์เน็ตสงวนไว้สำหรับอุปกรณ์จำนวนหนึ่ง
โทโพโลยีแบบต้นไม้ (หรือที่รู้จักในชื่อ โทโพโลยีแบบดาวขยาย หรือที่รู้จักในชื่อ โทโพโลยีแบบลำดับชั้น) นำแนวคิดเกี่ยวกับเครือข่ายโทโพโลยีแบบดาวมาขยายเป็นสถาปัตยกรรมที่มีลักษณะคล้ายต้นไม้ ตัวอย่างเช่น เราเตอร์ที่บ้านของคุณเป็นศูนย์กลางของโทโพโลยีแบบสตาร์ แต่เป็นโหนดบนสตาร์ที่ใหญ่กว่าโดยมีเราเตอร์ในเครื่อง ซึ่งเป็นโหนดบนสตาร์ที่ใหญ่กว่า
เครือข่ายโทโพโลยีแบบสตาร์ต่างๆ ยังเชื่อมต่อกับสายเคเบิลแกนหลัก ดังนั้น “ลำต้น” ของโทโพโลยีแบบต้นไม้จึงเป็นเครือข่ายบัสเชิงเส้น และ “กิ่งก้าน” เป็นเครือข่ายโทโพโลยีแบบดาว
คำนึงถึงการออกแบบเครือข่ายทั่วไปเหล่านี้ในขณะที่เราแกะโครงสร้างโทโพโลยีแบบตาข่าย
โทโพโลยีแบบเมช
เครือข่าย Mesh Topology นำเสนอการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างสองโหนดใดๆ ไม่เหมือนกับโทโพโลยีแบบบัสหรือแบบวงแหวน การรับส่งข้อมูลเครือข่ายไม่จำเป็นต้องผ่านทุกโหนดบนเครือข่ายเพื่อไปยังปลายทาง และการรับส่งข้อมูลเครือข่ายไม่จำเป็นต้องผ่านฮับส่วนกลางเช่นเดียวกับโทโพโลยีแบบดาว โหนดทั้งสองสามารถสื่อสารแบบส่วนตัวได้ โดยไม่มีโอกาสที่ใครก็ตามในเครือข่ายจะสามารถดักฟังได้
นั่นเป็นเรื่องจริงสำหรับเครือข่าย full meshแต่มีโทโพโลยีเครือข่าย mesh อยู่สองประเภท ดังนั้นเรามาแยกประเภทแรกกันสั้นๆ เลย
โทโพโลยีแบบ Full Mesh เทียบกับโทโพโลยีแบบ Mesh บางส่วน
โทโพโลยีแบบตาข่ายมีสองประเภท ในเครือข่าย Full Mesh โหนด ทุกบนเครือข่ายมีการเชื่อมต่อแบบจุดต่อจุดไปยังทุกโหนดอื่นๆ ซึ่งหมายความว่าไม่ว่าโหนดทั้งสองจะอยู่ที่ใดบนเครือข่าย ก็จะมีการเชื่อมต่อแบบมีสายหรือไร้สายโดยตรงระหว่างโหนดเหล่านั้น ซึ่งต้องใช้การเดินสายที่ซับซ้อนที่สุดโดยมีจำนวนการเชื่อมต่อที่รวดเร็วเมื่อเพิ่มทุกโหนด
เครือข่าย ตาข่ายบางส่วน มีปรัชญาพื้นฐานที่เหมือนกันในการออกแบบคือ โหนดบนเครือข่ายเชื่อมต่อโดยตรงกับโหนดอื่น แต่ไม่ใช่ทุกโหนดจะเชื่อมต่อกับทุกโหนดอื่น ทุกโหนดเชื่อมต่อกับโหนดอื่นอย่างน้อยหนึ่งโหนด และมักจะมากกว่าหนึ่งโหนด แต่เมชบางส่วนไม่ได้ซับซ้อนมากนัก.
ข้อดีของโทโพโลยีแบบตาข่าย
ข้อได้เปรียบหลักของเครือข่ายเมชแบบเต็มคือการเชื่อมต่อที่ซ้ำซ้อน แม้ว่าการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างโหนดจำนวนใดก็ตามจะล้มเหลว โหนดเหล่านั้นก็สามารถผ่านได้เสมอโดยการกำหนดเส้นทางผ่านโหนดเครือข่ายอื่น แม้ว่าจะไม่เร็วก็ตาม ยิ่งไปกว่านั้น ยังง่ายต่อการระบุจุดที่เกิดข้อผิดพลาดจากการออกแบบ ดังนั้นการแก้ไขสิ่งต่างๆ จึงค่อนข้างง่าย
ในแง่นั้น เครือข่ายแบบตาข่ายเต็มรูปแบบก็เหมือนกับอินเทอร์เน็ตโดยรวม โดยมีเส้นทางที่ใช้งานได้อย่างน้อยหนึ่งเส้นทางสำหรับการส่งข้อมูลอยู่เสมอ แม้ว่าส่วนเครือข่ายขนาดใหญ่จะปิดตัวลงก็ตาม เครือข่ายเมชบางส่วนมีความซ้ำซ้อนน้อยกว่า แม้ว่าผู้ออกแบบเครือข่ายจะสามารถมุ่งความสนใจไปที่การเชื่อมต่อมากที่สุดให้กับโหนดที่สำคัญที่สุด เพื่อสร้างสมดุลระหว่างความซ้ำซ้อน ต้นทุน และความซับซ้อน
นอกจากจะมีความซ้ำซ้อนแล้ว เครือข่ายแบบตาข่ายยังมีข้อได้เปรียบที่สำคัญเกี่ยวกับประสิทธิภาพของเครือข่าย เนื่องจากโหนดทั้งหมดสามารถส่งและรับข้อมูลพร้อมกัน โดยเลือกเส้นทางที่มีประสิทธิภาพสูงสุดผ่านเครือข่าย ซึ่งหมายความว่าประสิทธิภาพเครือข่ายที่เชื่อถือได้และมีความหน่วงต่ำ เหมาะสำหรับการตั้งค่า IoT (Internet of Things) ในบ้านอัจฉริยะ
เครือข่ายแบบตาข่ายมีความเป็นส่วนตัวเป็นพิเศษ เนื่องจากข้อมูลจะย้ายระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายในระบบตาข่ายเต็มรูปแบบ
สุดท้ายแล้ว เครือข่ายแบบตาข่ายมีความสามารถในการขยายขนาดได้ดีเยี่ยม โดยไม่ส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของเครือข่ายหรือแบนด์วิดท์ เครือข่ายแบบตาข่ายสามารถเติบโตได้ตามธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไปโดยการเพิ่มโหนดใหม่และเชื่อมโยงเข้ากับโหนดที่ใกล้ที่สุด (ตาข่ายบางส่วน) หรือบันทึกอื่นๆ ทั้งหมด (ตาข่ายแบบเต็ม)
ข้อเสียของโทโพโลยีแบบตาข่าย
ข้อเสียหลักสองประการของโทโพโลยีแบบตาข่ายคือต้นทุนและความซับซ้อน การตั้งค่าเมชบางส่วนช่วยปรับสมดุลปัญหาเหล่านี้ แต่เครือข่ายแบบใช้สายแบบเต็มเมชก็เหมือนกับใยแมงมุมในการเชื่อมต่อ
เครือข่ายแบบตาข่ายมีการใช้พลังงานสูงกว่าเครือข่ายประเภทอื่นๆ นั่นเป็นเพราะโหนดทั้งหมดต้องเปิดใช้งานและเปิดใช้งานเพื่อจัดเตรียมเส้นทางเส้นทางสำหรับข้อมูล นอกจากนี้ยังมีภาระในการบำรุงรักษาที่สำคัญ เนื่องจากแต่ละโหนดที่เกิดปัญหาไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตาม จะต้องได้รับการแก้ไขหรือเปลี่ยนใหม่เพื่อรักษาประสิทธิภาพของเครือข่าย
เครือข่ายตาข่ายไร้สายในบ้าน
เครือข่ายท้องถิ่น (LAN) ที่ใช้ในบ้านมักเป็นเครือข่ายโทโพโลยีแบบดาว อุปกรณ์ทั้งหมดเชื่อมต่อกับเราเตอร์กลาง ไม่ว่าจะผ่าน Wi-Fi หรืออีเธอร์เน็ต ความต้องการการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตทั่วทั้งบ้านกำลังเพิ่มขึ้นพร้อมกับอุปกรณ์อัจฉริยะและเครื่องใช้ในบ้านที่เพิ่มขึ้น.
อุปกรณ์แบบรวมศูนย์อาจทำให้เกิดปัญหาคอขวดด้านประสิทธิภาพและจำกัดการเข้าถึงของทั้งการเชื่อมต่อแบบใช้สายและสัญญาณไร้สายโดยไม่ต้องใช้ ตัวทำซ้ำหรือตัวขยาย อุปกรณ์ทวนสัญญาณและตัวขยายสัญญาณมาพร้อมกับการกำหนดค่าที่ซับซ้อนและประสิทธิภาพของเครือข่ายที่แย่ลง ดังนั้นจึงไม่ใช่โซลูชันที่สมบูรณ์แบบสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายทั้งบ้าน
เราเตอร์เครือข่ายแบบเมชในบ้านเป็นตัวอย่างหนึ่งของเครือข่ายแบบเมชบางส่วนหรืออาจเป็นโทโพโลยีแบบไฮบริดประเภทหนึ่ง ไม่ใช่ทุกโหนดจะเชื่อมต่อกับทุกโหนด แต่โหนดหลักจะเชื่อมต่อกับ WAN (เครือข่ายบริเวณกว้าง) ซึ่งเป็นอีกวิธีหนึ่งในการอ้างอิงถึงอินเทอร์เน็ตที่ใหญ่กว่านอกเหนือจากเครือข่ายในบ้านของคุณ
โหนดหลักนั้นเชื่อมต่อโดยตรงกับอุปกรณ์ เช่น แล็ปท็อปและสมาร์ทโฟน แต่ยังตั้งค่าการเชื่อมต่อไร้สายเฉพาะกับหน่วยเครือข่ายแบบตาข่ายอื่นๆ อีกด้วย เราเตอร์แบบ mesh ทุกตัวเชื่อมต่อกับ mesh unit ต่อไปนี้ด้วยความเร็วและความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อที่ดีที่สุด การเชื่อมต่อดังกล่าวอาจเป็นผ่าน Wi-Fi หรือผ่าน "แบ็คฮอล" อีเทอร์เน็ต โดยที่สายเคเบิลความเร็วสูงจะเชื่อมต่อกับยูนิตเราเตอร์แบบตาข่ายบางตัว
ในขณะที่อุปกรณ์เคลื่อนที่ไปรอบๆ บ้าน อุปกรณ์ต่างๆ จะถูกส่งต่อระหว่างหน่วยตาข่ายอย่างราบรื่น เนื่องจากแต่ละอุปกรณ์ถ่ายทอดเส้นทางไปยังอินเทอร์เน็ต โหนดไคลเอนต์ เช่น สมาร์ทโฟน จะไม่ถูกใช้เป็นส่วนหนึ่งของตาข่าย ไม่มีการรับส่งข้อมูลถูกส่งผ่านอุปกรณ์ไคลเอนต์เครื่องหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่งโดยตรง การรับส่งข้อมูลทั้งหมดส่งผ่านไปยังโหนดเราเตอร์แบบ mesh ที่ใกล้ที่สุด หากคุณต้องการขยายเครือข่ายเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพหรือความครอบคลุม ให้เพิ่มหน่วยตาข่ายเพิ่มเติม
อย่างที่คุณเห็น เครือข่ายไร้สายแบบ "เมช" สำหรับใช้ในบ้านไม่ตรงกับเทมเพลตของเครือข่ายเมชจริงเลย แต่มันเหมือนกับการมีเครือข่ายสตาร์โทโพโลยีหลายเครือข่ายเชื่อมโยงกันด้วยชุดการเชื่อมต่อย่อยแบบเมชโดยเฉพาะ
ถึงกระนั้น นี่คือขั้นสูงสุดและ โซลูชันเครือข่ายภายในบ้านที่ไร้รอยต่อ สิ่งหนึ่งที่เราสามารถแนะนำให้กับทุกคนได้ โดยสมมติว่างบประมาณของคุณจะขยายไปสู่เทคโนโลยีใหม่นี้
.