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無線網絡拓撲的種類及優缺點

關注:51發表時間:2017-05-06 16:17:43

現代網絡由許多不同類型的設備組成,比如路由器、智能手機、藍牙耳機和智能燈泡,網絡上的每個設備都被稱為“節點”。

上海快3網絡拓撲描述了網絡中不同節點如何相互連接和通信。

簡單的網絡拓撲

業界存在許多種網絡拓撲,每種拓撲都具有不同的優點和缺點。

上海快3最簡單的網絡是點對點的。這是兩個節點之間的單一網絡連接。實際上,除了某些關鍵或特殊應用之外,現在很少需要僅僅連接兩個節點。一個現代的示例是通過藍牙進行的即席(ad-hoc)連接,用于蘋果的Airdrop文件共享服務或者模型飛機等物品的遠程控制等。

在網絡增添更多節點的最簡單方法是使用菊花鏈接,它有兩種形式:線性和環形。

上海快3線性菊花鏈是將第三個節點連接到現有節點之一,第四個節點連接到第三個節點,依此類推。這是一種簡單的方法,但隨著添加更多的節點,這種方法很快變得不切實際了。

上海快3在環形網絡中,第三個節點同時連接到兩個現有的節點,每個其他節點添加在兩個現有節點之間,以創建環路。每個節點恰好連接到另外兩個節點。數據在一個方向或兩個方向上圍繞環形傳輸,每個節點檢查數據并對其進行操作,或者重新傳輸直到它到達目的地。

菊花鏈可用于為連接設備(比如智能燈泡)創建網絡,但對于大多數用例,都有其它更好的解決方案。

用于擴大規模的解決方案

一旦我們向網絡增添了大量的節點,點對點和菊花鏈就變得效率低下。如果位于1,000個節點環形的兩側的兩個節點想要通信,那么它們的數據必須首先通過500個其他節點。菊花鏈也容易出現錯誤,因為單個故障節點可能會導致大量中斷,并且在最壞的情況下會導致消息根本無法通過。

上海快3在總線拓撲中,我們將所有的設備連接到中央主干(稱為總線),這類似于線性拓撲,但是具有帶著多個單一分支的單一線路。這是有線網絡中的常見拓撲,但在無線世界中沒有任何真正類似的拓撲。

上海快3雖然了解上述這些拓撲非常重要,但在現代無線生態系統中,這些拓撲均不常見。現在,我們將去了解更常見的架構。

無線網絡的星形拓撲上海快3

目前對無線網絡最有用的拓撲是星形拓撲,其中,每個節點都連接到一個中心集線器,該集線器將數據分發到任何需要到達的位置。

上海快3最明顯的示例是家庭網絡,所有節點(電話、打印機、平板電腦等)都連接到無線接入點(集線器),這通常既是本地網絡的路由器,也是到互聯網的橋梁。星形網絡非常適合同時無縫連接有線和無線節點。

這是實現無線網絡的一種簡單方法,但它存在兩個主要難題。處于系統中心的集線器是單一故障點。如果集線器發生故障,整個網絡將不再存在,導致設備根本無法通信。此外,星形拓撲中的設備均必須位于集線器的一定距離內。

為了增加彈性,以及通信范圍,我們需要更聰明的點子。

Mesh網絡

Mesh網絡有兩種類型,完整的和部分的。在完整的Mesh網絡中,每個節點直接連接到每個其他節點,這對彈性很有幫助,但無法增加通信范圍。這些網絡僅僅在100%冗余是必不可少的軍事網絡等應用中實現。

上海快3另一方面,部分Mesh網絡的每個節點都連接到一個或多個其他節點。連接到多個其他節點增加了彈性,因為沒有了單點傳輸失敗。同時,它還改善了通信范圍,因為節點A可能與節點C不在直接通信范圍內,但是消息仍然可以通過節點B來傳輸。

上海快3Mesh網絡是物聯網中的最大發展領域,它們理論上允許無限的設備跨越無限的距離來連接。使用Mesh網絡,具有彈性的智能家居、智能企業和智能城市變成為現實。

混合網絡

上海快3如今,使用單一網絡拓撲的示例實際上越來越少。大多數網絡都是結合了一種或多種不同的拓撲結構的混合體。

上海快3樹形網絡是在一個總線網絡上將多個星形網絡連接在一起。當存在多個節點集群(例如在WAN網絡中)時,通常會使用此種方法。在這種情況下,每個節點連接到路由器以形成星形網絡,然后將各個路由器連接在一起,在它們之間創建總線連接。這也可以通過雪片(Snowflake)網絡完成,該網絡將多個星形網絡連接到單一中心節點,有如星形的星星(Star of Stars)。

互聯網是終級的混合網絡,它包括許多每種類型的單獨網絡,其中,總線、星形、環形和Mesh網絡都組合在一起。

標準化

上海快3增加Mesh網絡采用的關鍵是標準化。由于Mesh領域中的參與廠商急于通過業界對Mesh網絡的需求來獲利,因此通常會出現多種標準。盡管我們可能會看到市場上出現一個事實標準,但是,許多不同的標準將會在這個細分市場中共存。

上海快3目前的智能家居可能存在來自一家供應商的Mesh網絡燈泡和來自其他供應商的加熱控制Mesh網絡,這兩個網絡都連接到常規的星形網絡,允許用戶通過智能手機來控制它們。顯然,這種方案是低效的,從長遠來看對大家都沒有好處。

業界的主要目標是建立標準的Mesh網絡,所有的節點,無論是智能手機、筆記本電腦、燈泡還是傳感器,都可以加入其中。在這個目標實現之前還有一段路要走,不過,如果一旦實現,物聯網將能夠發揮真正的潛力。


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