Mesh技术详解及与传统网络结构相比有什么优势

网络传输技术从上世纪60年代诞生以来，网络技术的发展极其迅速，传统局域网的星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构等都在各个领域发挥作用，为全球几十亿人提供了稳定的网络连接和大量数据流量。不过，有这样一种局域网技术，它诞生得很早，却由于结构复杂，并没有得到人们的重视。可是随着无线网络技术发展到今天，它的优点又重新被重视起来，这种网络就是Mesh网络，即网状网络结构。今天，我们就来为大家详细介绍一下Mesh网络究竟是个什么样的技术。

       网络技术的发展带给人类社会巨大的变化，它让人们的沟通变得容易，信息传递更加便捷，甚至促成了技术革命和产业升级。网络从早期的有线网、军用网发展到现在的无线网、广域网，大幅降低了人们之间的交流成本，从瞬间知晓天下事到全球买卖、交易，真正意义上实现了全球信息交流的平等。不过传统的局域网技术在发展过程由于技术限制所选择的道路，在今天看起来存在着一定的瓶颈和局限，而解决这个问题的方法，就是“回到初心”，重新走向Mesh网络，也就是网状网络结构。

在说Mesh这个网络结构之前有必要讲述一下已面临瓶颈的传统局域网结构基本网络拓扑结构

       局域网的基本结构包括星型结构、环型结构、总线结构、分布式结构、树型结构等。常见广泛使用的星型结构是以中央节点作为核心，其他节点都连接至中央节点上，这种结构的成本较高、可靠性较低，但是其延迟小、结构简单便于管理。总线型结构则是各个网络设备都挂接在一条总线上，没有明显的中心，优点是结构简单、可扩展性好，但是缺点同样明显，比如维护困难、分支结构故障查找困难。为了在使用中更安全、更高效，目前绝大部分运行中的商用局域网都采用多种网络拓扑模式组合的方式，尽可能发挥局域网的性能并避免阻碍的产生。

       对普通用户来说，我们一般不会去关心运营商机房应该怎么布置，能直接接触到的局域网就是家庭、单位甚至小区的网络布置了。目前典型的局域网布置都采用星型结构或者多层星型结构，网络通过主路由器接入，再分配至各个分路由器，连接至不同的主机和设备上。这样的布线实现起来比较简单，并且所需的线缆数量也比较少。这样的布置方式和布置思想横跨了有线和无线时代，比如在家庭中，用户会从电信、联通等网络服务商处接入网络，再通过无线路由器转出多路信号或者无线信号供家中的多个有线、无线设备使用，这也是一个典型的星形结构。

基本网络拓扑结构

家用网络一般使用常见的星型结构拓扑

       星型结构、总线型结构等局域网拓扑结构的发展，带来了互联网的大爆发，但是其固有的缺陷却一直无法避免，比如数据中心的安全性和可靠性、总线型布置维护难度等。虽然技术人员已经通过各种手段加强了传统局域网结构，甚至使用了复合拓扑结构，但由于固有的问题没有得到解决，人们的体验依旧难以得到保证。

       为突破传统局域网结构的瓶颈，近几年，一种并不新鲜但由于技术限制一直未被重视的网络拓扑结构就走上了前台，这就是Mesh——网状网络结构。

 典型Mesh（网状网络）的网络特点：

       节点互联互通：局域网中所有的节点都是连接在一起的，任意两个节点之间拥有多条连接通道，并且呈现出明显的去中心化态势。由包括一组呈网状分布的无线AP构成，AP均采用点对点方式通过无线中继链路互联，将传统WLAN中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”。

自配置：无线Mesh网中AP具备自动配置和集中管理能力，简化了网络的管理维护。

自愈合：无线Mesh网中AP具备自动发现和冬天路由连接，消除单点故障对业务的影响，提供冗余路径。

高带宽：将传统WLAN的“热点”覆盖扩展为更大范围的“热区”覆盖，消除原有的WLAN随距离增加导致的带宽下降。另外，采用Mesh结构的系统，信号能够避开障碍物的干扰，使信号传送畅通无阻，消除盲区。

高利用率：高利用率是Mesh网络的另一个技术优势。在单跳网络中，一个固定的AP被多个设备共享使用，随着网络设备的增多，AP的通讯网络可用率会大大下降。而在Mesh网络中，由于每个节点都是AP，根本不会发生此类问题，一旦某个AP可用率下降，数据将会自动重新选择一个AP进行传输。

兼容性：Mesh采用标准的802.11b/g/n/ac制式，可广泛地兼容无线客户终端。

无线Mesh网络的优势也是非常明显的：

 1、快速部署和易于安装。安装Mesh节点非常简单，将设备从包装盒里取出来，接上电源就行了。用户可以很容易增加新的节点来扩大无线网路的覆盖范围和网路容量。Mesh的设计目标就是将有线设备和有线AP的数量降至最低，因此大大降低了总拥有成本和安装时间，仅这一点带来的成本节省就是非常可观的。

　　2、非视距传输（NLOS），利用无线Mesh技术可以很容易实现配置，因此在室外和办公场所有着广泛的应用前景。

　　3、健壮性，实现网路健壮性通常的方法是使用多路由传输数据。Mesh网路比单跳网路更加健壮，因为它不依赖于某一个单一节点的性能。在单跳网络中，如果某一节点出现故障，整个网路也就随之瘫痪。而在Mesh网路结构中，由于每个节点都有一条或几条传送数据的路径。如果最近的节点出现故障或者受到干扰，数据包将自动路由到备用路径继续进行传输，整个网路的运行不会受到影响。

　　4、结构灵活，在单跳网络中，设备必须共享AP。如果几个设备要同时访问网络，就可能产生通信拥塞并导致系统的运行速度降低。而在多跳网络中，设备可以通过不同的节点同时连接网络，因此不会导致系统性能的降低。Mesh网络还可提供更大的冗余机制和通信负载平衡功能。

　　5、高带宽，无线通信的物理特性决定了通信传输的距离越短就越容易获得高带宽，因为随着无线传输距离的增加，各种干扰和其他导致数据丢失的因素随之增加。因此选择经多个短跳来传输数据将是获得更高网络带宽的一种有效方法。

 无线Mesh网络的缺点：

       1、延迟，由于每次转发都需要一定延迟，多次转发之后延迟较高，因此在视频监控的实时性要求较高的领域一般用winet等cofdm调制的无线mesh网络。

　　2、网络容量，由于mesh网络存在转发，每次转发之后速率都会降低，因此需要限制每个网络中节点的数量，所以mesh网络节点数量尽量不要太多，否则会影响业务质量。

从上面的介绍不难看出，无线Mesh网络的优点非常突出，它能解决目前常见的星型结构局域网、总线结构局域网的问题，还能拓展出更多涉及安全性、稳定性和高带宽等方面的功能。如果能应用到新的无线网络产品上，有望引导网络技术的进一步发展，实现更高的传输速度、更广泛的信号覆盖。

       我公司近推出了一系列的基于Mesh无线传输技术的无线设备，具备传输无线设备所不具有的传输优势。全IP化设计、安装使用灵活、操作维护方便，可提供多种频段定制，扩展WIFI，GPS，3G/4G等功能，支撑一体化通信需求。灵活应用于军用通信专网、公共安全专网、应急通信专网、行业信息专网、区域宽带专网、无线监控专网、协同管理专网及智能传输专网等，为军用通信、反恐处突、公安执法、安保活动、抢险救援、消防指挥、森林防火、林区监控、人防 / 地震、电力巡检、数字油田、无人机群、车队互通、舰船编队、海上通信、机场地勤、地铁应急、公路建设、水文监测、移动采播、医疗等领域，提供稳定可靠、及时高效的高清视频、多路数据、清晰语音及可视化的指挥调度。

Mesh网络无论是技术还是原理，都要好过目前我们使用的无线技术。在覆盖面积、性能等关键性指标上，无线Mesh网络依靠先天的结构优势，带来了极好的网络覆盖效果，其发展前景被广泛看好！