什麼是Mesh技術？網狀網路（Mesh）和傳統網路結構相比有什麼優勢？

來自專欄飛魚星科技

從上世紀60年代誕生以來，網路技術的發展極其迅速，傳統區域網的星型結構、環型結構、匯流排結構、分散式結構、樹型結構等都在各個領域發揮作用，為全球幾十億人提供了穩定的網路連接和大量數據流量。不過，有這樣一種區域網技術，它誕生得很早，卻由於結構複雜，並沒有得到人們的重視。可是隨著無線網路技術發展到今天，它的優點又重新被重視起來，這種網路就是Mesh網路，即網狀網路結構。今天，我們就來為大家詳細介紹一下Mesh網路究竟是個什麼樣的技術。

網路技術的發展帶給人類社會巨大的變化，它讓人們的溝通變得容易，信息傳遞更加便捷，甚至促成了技術革命和產業升級。網路從早期的有線網、軍用網發展到現在的無線網、廣域網，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，真正意義上實現了全球信息交流的平等。不過傳統的區域網技術在發展過程由於技術限制所選擇的道路，在今天看起來存在著一定的瓶頸和局限，而解決這個問題的方法，就是「回到初心」，重新走向Mesh網路，也就是網狀網路結構。

在說Mesh這個網路結構之前有必要講述一下已面臨瓶頸的傳統區域網結構。

基本網路拓撲結構

區域網的基本結構包括星型結構、環型結構、匯流排結構、分散式結構、樹型結構等。最常見最廣泛使用的星型結構是以中央節點作為核心，其他節點都連接至中央節點上，這種結構的成本較高、可靠性較低，但是其延遲小、結構簡單便於管理。匯流排型結構則是各個網路設備都掛接在一條匯流排上，沒有明顯的中心，優點是結構簡單、可擴展性好，但是缺點同樣明顯，比如維護困難、分支結構故障查找困難。為了在使用中更安全、更高效，目前絕大部分運行中的商用區域網都採用多種網路拓撲模式組合的方式，儘可能發揮區域網的性能並避免阻礙的產生。

對普通用戶來說，我們一般不會去關心運營商機房應該怎麼布置，能最直接接觸到的區域網就是家庭、單位甚至小區的網路布置了。目前典型的區域網布置都採用星型結構或者多層星型結構，網路通過主路由器接入，再分配至各個分路由器，最後連接至不同的主機和設備上。這樣的布線實現起來比較簡單，並且所需的線纜數量也比較少。這樣的布置方式和布置思想橫跨了有線和無線時代，比如在家庭中，用戶會從電信、聯通等網路服務商處接入網路，再通過無線路由器轉出多路信號或者無線信號供家中的多個有線、無線設備使用，這也是一個典型的星形結構。

家用網路一般使用最常見的星型結構拓撲

星型結構、匯流排型結構等區域網拓撲結構的發展，帶來了互聯網的大爆發，但是其固有的缺陷卻一直無法避免，比如數據中心的安全性和可靠性、匯流排型布置維護難度等。雖然技術人員已經通過各種手段加強了傳統區域網結構，甚至使用了複合拓撲結構，但由於固有的問題沒有得到解決，人們的體驗依舊難以得到保證。

為突破傳統區域網結構的瓶頸，最近幾年，一種並不新鮮但由於技術限制一直未被重視的網路拓撲結構就走上了前台，這就是Mesh——網狀網路結構。

典型Mesh（網狀網路）結構

說起Mesh這個單詞，英文含義非常簡單，就是網、網格、網狀物。從它的基本定義來講，網狀網路的拓撲結構是：網路中所有的節點都互相連接，並且每一個節點至少連接其他兩個節點，所有的節點之間形成一個整體的網路。在有線時代，由於網線的存在，要實現Mesh布局的網路顯得非常困難。不過在無線時代，由於脫離了網線的羈絆，再通過各種全新技術的應用，無線Mesh網路的布局就顯得相對容易了。

從網路拓撲結構來看，無線Mesh網路具有如下特點：

節點互聯互通：區域網中所有的節點都是連接在一起的，任意兩個節點之間擁有多條連接通道，並且呈現出明顯的去中心化態勢。由包括一組呈網狀分布的無線AP構成，AP均採用點對點方式通過無線中繼鏈路互聯，將傳統WLAN中的無線「熱點」擴展為真正大面積覆蓋的無線「熱區」。

自配置：無線Mesh網中AP具備自動配置和集中管理能力，簡化了網路的管理維護。

自癒合：無線Mesh網中AP具備自動發現和冬天路由連接，消除單點故障對業務的影響，提供冗餘路徑。

高帶寬：將傳統WLAN的「熱點」覆蓋擴展為更大範圍的「熱區」覆蓋，消除原有的WLAN隨距離增加導致的帶寬下降。另外，採用Mesh結構的系統，信號能夠避開障礙物的干擾，使信號傳送暢通無阻，消除盲區。

高利用率：高利用率是Mesh網路的另一個技術優勢。在單跳網路中，一個固定的AP被多個設備共享使用，隨著網路設備的增多，AP的通訊網路可用率會大大下降。而在Mesh網路中，由於每個節點都是AP，根本不會發生此類問題，一旦某個AP可用率下降，數據將會自動重新選擇一個AP進行傳輸。

兼容性：Mesh採用標準的802.11b/g/n/ac制式，可廣泛地兼容無線客戶終端。

從應用的角度來看，無線Mesh網路的優勢也是非常明顯的：

部署速度快，安裝簡單

無線Mesh網路的部署速度快、安裝難度低。由於通過無線方式傳輸數據，用戶只要將設備從包裝盒中取出並連上電源後，進入配置頁面即可。這是因為在無線Mesh網路中，除了少部分節點設備需要網線和AP連接外，絕大部分設備都只需要一根電源線，不需要網線和AP連接，所有數據都是無線傳輸的。這樣一來，不但大大節約了連接速度，還降低了有線布局的難度，非常方便。

節點之間用無線傳輸數據

無線Mesh網路的健壯性表現出色

我們知道，目前常見的區域網中，所有的數據都接入到單一的AP中進行收發。在一個區域網中，如果存在一個中心AP的話，由於數據傳輸的道路只有一條，因此在實際使用中很容易造成數據堵塞或者失效（比如AP連接斷開或者設備損壞等）。但是在無線Mesh網路中，由於其多跳網路的特性，一個節點可以連接至少兩個其他的節點，當某一個節點堵塞或者無響應時，無線Mesh網路可以根據情況選擇其他的節點進行數據轉播。換句話來說，就是無線Mesh網路擁有至少一條備用路徑，因此在數據傳輸的可靠性上非常高。

實現非視距傳輸

無線Mesh網路的另一個特點是能夠提供非視距傳輸。所謂非視距傳輸，是指在對原始信號覆蓋範圍外的區域提供傳輸功能。這也很好理解，因為每一個節點都擁有同時接收和發送的特性，相當於在一定程度上擴大了網路的覆蓋範圍。舉例來說，傳統的網路只有一個數據發送節點，就是連接AP的中心節點，在中心節點覆蓋範圍內，數據發送和傳輸是有效的，但是距離變遠之後就無效了。

在無線Mesh網路中，每一個節點都相當於一個中繼器，相當於擴大了數據覆蓋的範圍，能夠為連接AP的節點視距之外的用戶提供網路，大幅度提高了無線網路的應用領域和覆蓋範圍。

結構靈活

其實結構靈活這一點和健壯性是有關聯的，即不存在數據堵塞或者節點失效等情況。當無線Mesh網路中兩個節點之間需要傳遞數據時，節點可以根據連接情況和響應情況，自動選擇響應時間最快、傳輸速度最高的轉發路徑，避免了節點通信堵塞。甚至對一些擁有極高許可權的節點來說，可以同時選擇多個節點並發傳輸數據至多個目標，大大節約了數據傳輸時間，提高了效率。

高帶寬高傳輸效能

帶寬永遠是一個難以解決的問題。因為無線通訊的特性所致，只有傳輸距離較短的時候，帶寬才容易提升。但是數據的傳輸距離又和信號強弱緊密相關，而傳統的單中心方式覆蓋面積是有限的。由於無線Mesh網路非視距傳輸的特性，信號覆蓋更好、強度更高，更容易實現總帶寬的提升。另外，同樣是由於節點中繼的作用，無線Mesh網路信號覆蓋出色，因此傳輸所需功率降低，對節能也有一定幫助。

無線Mesh網路大幅提升信號覆蓋範圍

從上面的介紹不難看出，無線Mesh網路的優點非常突出，它能解決目前常見的星型結構區域網、匯流排結構區域網的問題，還能拓展出更多涉及安全性、穩定性和高帶寬等方面的功能。如果能應用到新的無線網路產品上，有望引領網路技術的進一步發展，實現更高的傳輸速度、更廣泛的信號覆蓋。

無線Mesh網路無論是技術還是原理，都要好過目前我們使用的無線技術。在覆蓋面積、性能等關鍵性指標上，無線Mesh網路依靠先天的結構優勢，帶來了極好的網路覆蓋效果，其發展前景被廣泛看好！