mesh组网是什么(求通俗易懂的解释)?

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简单说那就是,你家的WiFi覆盖不到一些死角,但是我通过在有信号的地方放置一个路由器,这个路由器作为中继的Mesh节点,然后这个中继路由器就可以覆盖到那些死角。

这里面有个关键词:

  • 目前市面上的mesh支持有线和无线两种方式,有线那就是网线提供数据给子节点;无线mesh必须在有信号的地方放置节点,这个节点才能够进行中继
  • Mesh和过去的桥接区别在于更加方便了,理由如下:
    • Mesh配置简单,例如市面上的TPlink这些厂商直接做了一个易展Mesh的按键,一键配对组网
    • Mesh使用体验更好,和一些信号放大器变成两个WiFi名不同,Mesh是所有的中继Mesh节点和主路由器共享同一个WiFi名称,节点自动切换,不需要用户手动调节

现阶段的Mesh路由器已经相当便宜了——

直观的图片来说明的话,那就直接上户型图:

图中涂黄色的是信号覆盖不到的地方

但是加上了中继节点,就可以实现全覆盖:

Mesh的概念

Mesh是一种拓扑结构了,早前学网络的时候,最初见到mesh不是在无线网络,而是在有线网络。一个典型的就是full-mesh结构和half-mesh结构,翻译成中文就是全网状结构或者全互联结构。下图就是一个典型的互联网络。

这样mesh的结构缺点在于,连接的线多,每一个router都需要和周边的所有router连接。但是好处在于,冗余程度高,一方面每一个router彼此之间都有独立链路,从而可以一跳直接传输,效率提高,另外一方面,具有很强的鲁棒性,换言之,任何一个router挂掉以后,不会影响其他router的连接。我们可以对比下mesh和基于星型拓扑的cross-bar交换机结构,其在效率上其实是差不多的,因为交换机上面通过cross-bar也把每一个router之间的链路区分出来了,但是在鲁棒性上,交换机还是有单点故障的问题,而这种full-mesh则没有这种问题。

本节强调两点,1)mesh结构是从有线网络中就有的,是一种拓扑结构,2)mesh的一个核心特点是鲁棒性,提供冗余链路,能够抵抗突发的设备损坏和链路干扰之类的问题。所以我们在理解mesh网络的时候,要带入这两个观点。

无线mesh

无线mesh现阶段实际上有两个实现版本,一个是基于802.11s的版本,一个是基于easy mesh的版本。802.11s的版本是早于easy mesh的版本,在商业无线里面很早就实现了,而目前我们家用路由部分,实际上不是802.11s,而是easy mesh的版本。

802.11s

802.11s的版本实际和标准mesh的定义和用法是比较接近的。商用无线和家用无线一个最大的区别在于是否存在规划。家用无线基本都是没有网络规划的,而商用无线是基本都有网络规划的。即使在mesh网络的情况下。所以一个mesh规划的网络可以长这样

802.11s拓扑还是比较规整的。这种拓扑结构的好处在于,提升鲁棒性。我们可以看到左右两边其实都有一个AP,然后到mesh controller,实际上是提供了到外网的入口,而中间的路由都是无线mesh连接的。我们可以举一个典型的例子,也是原来听别的朋友提过的,比如说货柜岗码头。我们知道无线网络容易受到遮挡物的影响,如果突然有一个很大的遮挡物挡住了无线的直传路径,外加环境比较空旷的话,那么会直接导致无线链路中断。此时如果采用了mesh网络,那么当一条无线传输路径被中断后,节点可以采用其他的无线链路和别的mesh路由通信。我们可以关注到图上,每一台mesh路由和周边的mesh路由都建立了一个连接,因此,就可以避免个别路由或者个别链路受到影响。

802.11s的数据转发实际上是走路由协议的,这里不是上层的路由,而是802.11s自身提供的路由机制HWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol),细节这里就不展开了,以后整理专栏的时候再写。这个路由还是有一些无线传统特征的,无线路由和有线路由一个典型的区别在于,无线有On-demand属性,也就是有数据要发的时候,才建立一次路由表,走一次转发路径。这个可以提供更好的网络灵活性,节能,因为主要无线网络拓扑相对有线还是会实时变化的,不能按照固定拓扑的思路构建路由信息。

Easy Mesh

目前所知的easy mesh的前身是multi-AP的wfa标准,现在已经改名到easy mesh了,其和IEEE 1905.1的先后关联虽然没有考证清楚,但是两者的交互还是非常紧密的。换言之,从IEEE 1905.1的角度去切入,easy mesh不仅仅可以用于无线wifi技术的互联,还包含了PLC,Etherent以及双绞线网络。

现阶段在产品落地的easy mesh主要还是无线路由器之间的互联。从技术路线上而言,这种mesh其实更接近于Bridge的目的,平常我们都把这种mesh节点称为中继mesh节点了,其实本质上都是在用中继的功能,而弱化mesh的冗余链路的功能(其实是选择冗余链路的重选速率慢)。这里笔者所述的mesh的功能就更偏向于一些提供冗余链路或者额外链路的功能,而中继仅仅是扩大网络覆盖范围。

然后在mesh连接上,easy mesh按照目前的理解应该和AWDL一样,本质是基于树结构的拓扑,其实和STP是有点像的。其实mesh的结构下,一个基本问题就是防环的问题,所以要不然走路由,在路由层面避免环路,要不然就是走拓扑,easy mesh就相当于走拓扑结构的思路。换言之,当我们部署多台mesh路由在家中的时候,其实际上不是两两直接互联,而是一起构建成了一个tree类型的拓扑,并基于该拓扑进行转发。从这个角度出发,easy mesh从拓扑上更像是构成了tree的结构。

所以最简单的而言,家用的mesh实际上和传统的bridge是一样的,从需求层面上是一样的,差别仅仅是体现在技术层面。通俗而言,家用的mesh可以理解成高阶的bridge。另外mesh的中心节点,也就是树的根有时候也充当了一些AC的功能,可以基于此实现一些802.11kvr的内容,从而优化无线环境的RRM,以及做一些漫游加速之类的。