Mesh技術(shù)詳解及與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比有什么優(yōu)勢(shì)
網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)從上世紀(jì)60年代誕生以來，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展極其迅速，傳統(tǒng)局域網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)等都在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮作用，為全球幾十億人提供了穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接和大量數(shù)據(jù)流量。不過，有這樣一種局域網(wǎng)技術(shù)，它誕生得很早，卻由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并沒有得到人們的重視。可是隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到今天，它的優(yōu)點(diǎn)又重新被重視起來，這種網(wǎng)絡(luò)就是Mesh網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。今天，我們就來為大家詳細(xì)介紹一下Mesh網(wǎng)絡(luò)究竟是個(gè)什么樣的技術(shù)。
?????? 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶給人類社會(huì)巨大的變化，它讓人們的溝通變得容易，信息傳遞更加便捷，甚至促成了技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。網(wǎng)絡(luò)從早期的有線網(wǎng)、軍用網(wǎng)發(fā)展到現(xiàn)在的無線網(wǎng)、廣域網(wǎng)，大幅降低了人們之間的交流成本，從瞬間知曉天下事到全球買賣、交易，真正意義上實(shí)現(xiàn)了全球信息交流的平等。不過傳統(tǒng)的局域網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展過程由于技術(shù)限制所選擇的道路，在今天看起來存在著一定的瓶頸和局限，而解決這個(gè)問題的方法，就是“回到初心”，重新走向Mesh網(wǎng)絡(luò)，也就是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
在說Mesh這個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之前有必要講述一下已面臨瓶頸的傳統(tǒng)局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
?????? 局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)包括星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)等。常見廣泛使用的星型結(jié)構(gòu)是以中央節(jié)點(diǎn)作為核心，其他節(jié)點(diǎn)都連接至中央節(jié)點(diǎn)上，這種結(jié)構(gòu)的成本較高、可靠性較低，但是其延遲小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于管理。總線型結(jié)構(gòu)則是各個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都掛接在一條總線上，沒有明顯的中心，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展性好，但是缺點(diǎn)同樣明顯，比如維護(hù)困難、分支結(jié)構(gòu)故障查找困難。為了在使用中更安全、更高效，目前絕大部分運(yùn)行中的商用局域網(wǎng)都采用多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｊ浇M合的方式，盡可能發(fā)揮局域網(wǎng)的性能并避免阻礙的產(chǎn)生。
?????? 對(duì)普通用戶來說，我們一般不會(huì)去關(guān)心運(yùn)營商機(jī)房應(yīng)該怎么布置，能直接接觸到的局域網(wǎng)就是家庭、單位甚至小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)布置了。目前典型的局域網(wǎng)布置都采用星型結(jié)構(gòu)或者多層星型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)通過主路由器接入，再分配至各個(gè)分路由器，連接至不同的主機(jī)和設(shè)備上。這樣的布線實(shí)現(xiàn)起來比較簡(jiǎn)單，并且所需的線纜數(shù)量也比較少。這樣的布置方式和布置思想橫跨了有線和無線時(shí)代，比如在家庭中，用戶會(huì)從電信、聯(lián)通等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商處接入網(wǎng)絡(luò)，再通過無線路由器轉(zhuǎn)出多路信號(hào)或者無線信號(hào)供家中的多個(gè)有線、無線設(shè)備使用，這也是一個(gè)典型的星形結(jié)構(gòu)。
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基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
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家用網(wǎng)絡(luò)一般使用常見的星型結(jié)構(gòu)拓?fù)?/span>
?????? 星型結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)等局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展，帶來了互聯(lián)網(wǎng)的大爆發(fā)，但是其固有的缺陷卻一直無法避免，比如數(shù)據(jù)中心的安全性和可靠性、總線型布置維護(hù)難度等。雖然技術(shù)人員已經(jīng)通過各種手段加強(qiáng)了傳統(tǒng)局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，甚至使用了復(fù)合拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但由于固有的問題沒有得到解決，人們的體驗(yàn)依舊難以得到保證。
?????? 為突破傳統(tǒng)局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)的瓶頸，近幾年，一種并不新鮮但由于技術(shù)限制一直未被重視的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就走上了前臺(tái)，這就是Mesh——網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
?典型Mesh（網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)）的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：
? ? ? ?節(jié)點(diǎn)互聯(lián)互通：局域網(wǎng)中所有的節(jié)點(diǎn)都是連接在一起的，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間擁有多條連接通道，并且呈現(xiàn)出明顯的去中心化態(tài)勢(shì)。由包括一組呈網(wǎng)狀分布的無線AP構(gòu)成，AP均采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式通過無線中繼鏈路互聯(lián)，將傳統(tǒng)WLAN中的無線“熱點(diǎn)”擴(kuò)展為真正大面積覆蓋的無線“熱區(qū)”。
自配置：無線Mesh網(wǎng)中AP具備自動(dòng)配置和集中管理能力，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的管理維護(hù)。
自愈合：無線Mesh網(wǎng)中AP具備自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和冬天路由連接，消除單點(diǎn)故障對(duì)業(yè)務(wù)的影響，提供冗余路徑。
高帶寬：將傳統(tǒng)WLAN的“熱點(diǎn)”覆蓋擴(kuò)展為更大范圍的“熱區(qū)”覆蓋，消除原有的WLAN隨距離增加導(dǎo)致的帶寬下降。另外，采用Mesh結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，信號(hào)能夠避開障礙物的干擾，使信號(hào)傳送暢通無阻，消除盲區(qū)。
高利用率：高利用率是Mesh網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在單跳網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)固定的AP被多個(gè)設(shè)備共享使用，隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的增多，AP的通訊網(wǎng)絡(luò)可用率會(huì)大大下降。而在Mesh網(wǎng)絡(luò)中，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是AP，根本不會(huì)發(fā)生此類問題，一旦某個(gè)AP可用率下降，數(shù)據(jù)將會(huì)自動(dòng)重新選擇一個(gè)AP進(jìn)行傳輸。
兼容性：Mesh采用標(biāo)準(zhǔn)的802.11b/g/n/ac制式，可廣泛地兼容無線客戶終端。
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)也是非常明顯的：
?1、快速部署和易于安裝。安裝Mesh節(jié)點(diǎn)非常簡(jiǎn)單，將設(shè)備從包裝盒里取出來，接上電源就行了。用戶可以很容易增加新的節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)大無線網(wǎng)路的覆蓋范圍和網(wǎng)路容量。Mesh的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是將有線設(shè)備和有線AP的數(shù)量降至最低，因此大大降低了總擁有成本和安裝時(shí)間，僅這一點(diǎn)帶來的成本節(jié)省就是非常可觀的。
2、非視距傳輸（NLOS），利用無線Mesh技術(shù)可以很容易實(shí)現(xiàn)配置，因此在室外和辦公場(chǎng)所有著廣泛的應(yīng)用前景。
3、健壯性，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)路健壯性通常的方法是使用多路由傳輸數(shù)據(jù)。Mesh網(wǎng)路比單跳網(wǎng)路更加健壯，因?yàn)樗灰蕾囉谀骋粋€(gè)單一節(jié)點(diǎn)的性能。在單跳網(wǎng)絡(luò)中，如果某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)路也就隨之癱瘓。而在Mesh網(wǎng)路結(jié)構(gòu)中，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一條或幾條傳送數(shù)據(jù)的路徑。如果最近的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障或者受到干擾，數(shù)據(jù)包將自動(dòng)路由到備用路徑繼續(xù)進(jìn)行傳輸，整個(gè)網(wǎng)路的運(yùn)行不會(huì)受到影響。
4、結(jié)構(gòu)靈活，在單跳網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備必須共享AP。如果幾個(gè)設(shè)備要同時(shí)訪問網(wǎng)絡(luò)，就可能產(chǎn)生通信擁塞并導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行速度降低。而在多跳網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備可以通過不同的節(jié)點(diǎn)同時(shí)連接網(wǎng)絡(luò)，因此不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能的降低。Mesh網(wǎng)絡(luò)還可提供更大的冗余機(jī)制和通信負(fù)載平衡功能。
5、高帶寬，無線通信的物理特性決定了通信傳輸?shù)木嚯x越短就越容易獲得高帶寬，因?yàn)殡S著無線傳輸距離的增加，各種干擾和其他導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的因素隨之增加。因此選擇經(jīng)多個(gè)短跳來傳輸數(shù)據(jù)將是獲得更高網(wǎng)絡(luò)帶寬的一種有效方法。
?無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)：
? ? ? ?1、延遲，由于每次轉(zhuǎn)發(fā)都需要一定延遲，多次轉(zhuǎn)發(fā)之后延遲較高，因此在視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)性要求較高的領(lǐng)域一般用winet等cofdm調(diào)制的無線mesh網(wǎng)絡(luò)。
2、網(wǎng)絡(luò)容量，由于mesh網(wǎng)絡(luò)存在轉(zhuǎn)發(fā)，每次轉(zhuǎn)發(fā)之后速率都會(huì)降低，因此需要限制每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，所以mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量盡量不要太多，否則會(huì)影響業(yè)務(wù)質(zhì)量。
從上面的介紹不難看出，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)非常突出，它能解決目前常見的星型結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)、總線結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的問題，還能拓展出更多涉及安全性、穩(wěn)定性和高帶寬等方面的功能。如果能應(yīng)用到新的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品上，有望引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速度、更廣泛的信號(hào)覆蓋。
?????? 我公司近推出了一系列的基于Mesh無線傳輸技術(shù)的無線設(shè)備，具備傳輸無線設(shè)備所不具有的傳輸優(yōu)勢(shì)。全I(xiàn)P化設(shè)計(jì)、安裝使用靈活、操作維護(hù)方便，可提供多種頻段定制，擴(kuò)展WIFI，GPS，3G/4G等功能，支撐一體化通信需求。靈活應(yīng)用于軍用通信專網(wǎng)、公共安全專網(wǎng)、應(yīng)急通信專網(wǎng)、行業(yè)信息專網(wǎng)、區(qū)域?qū)拵＞W(wǎng)、無線監(jiān)控專網(wǎng)、協(xié)同管理專網(wǎng)及智能傳輸專網(wǎng)等，為軍用通信、反恐處突、公安執(zhí)法、安保活動(dòng)、搶險(xiǎn)救援、消防指揮、森林防火、林區(qū)監(jiān)控、人防 / 地震、電力巡檢、數(shù)字油田、無人機(jī)群、車隊(duì)互通、艦船編隊(duì)、海上通信、機(jī)場(chǎng)地勤、地鐵應(yīng)急、公路建設(shè)、水文監(jiān)測(cè)、移動(dòng)采播、醫(yī)療等領(lǐng)域，提供穩(wěn)定可靠、及時(shí)高效的高清視頻、多路數(shù)據(jù)、清晰語音及可視化的指揮調(diào)度。
Mesh網(wǎng)絡(luò)無論是技術(shù)還是原理，都要好過目前我們使用的無線技術(shù)。在覆蓋面積、性能等關(guān)鍵性指標(biāo)上，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)依靠先天的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，帶來了極好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果，其發(fā)展前景被廣泛看好！
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