Co to jest sieć mesh i jak działa?

Czym są systemy mesh?

Sieć/system mesh (z ang. mesh – siatka) to zbiór urządzeń zapewniających łączność z internetem. W większości przypadków są to routery internetowe. Łącząc wiele internetowych bramek, można utworzyć jedną dużą sieć z wieloma źródłami łączności.

Można to porównać do sposobu działania pojedynczej sieci. Większość sieci składa się z jednego lub większej liczby urządzeń podłączonych do jednej bramki internetowej (elementu sprzętu zapewniającego podłączonym urządzeniom dostęp do internetu). Systemy mesh to wzajemnie połączone zbiory mniejszych sieci.

Sieci mesh wi-fi zazwyczaj działają jak sieci LAN (sieci lokalne), w których wszystkie punkty połączeń znajdują się w określonym miejscu. Na przykład, jeśli dziesięciopiętrowy biurowiec ma router na każdym piętrze, wszystkie dziesięć routerów można połączyć w jedną sieć.

W sieci mesh dane przesyłane są przy użyciu jednej z dwóch metod: routingu lub floodingu.

Routing

Routing w sieci mesh polega na wysyłaniu pakietu danych z jednego routera do drugiego, dopóki nie dotrze do routera, z którym połączony jest odbiorca. Wyobraź sobie, że jesteś na piątym piętrze biurowca i chcesz wysłać plik do drukarki, która znajduje się na drugim piętrze. Twoje dane przejdą przez router lub węzeł na każdym piętrze od piątego do drugiego, skąd następnie zostaną przekazane do podłączonej drukarki.

Flooding

Flooding przyjmuje inne podejście niż routing i przesyła pakiety danych do każdego węzła jednocześnie zamiast po kolei. Znajdując się w dziesięciopiętrowym biurowcu z dziesięcioma routerami mesh, plik wysłany do drukarki zostanie wysłany do dziesięciu różnych lokalizacji, ale tylko jedna (zamierzony odbiorca) na niego odpowie. Może to być nieco szybsze rozwiązanie niż routing, ale mniej efektywne pod względem zasobów, a także bardziej podatne na cyberataki.

Topologia sieci mesh

Kiedy mówimy o topologii systemów mesh, mamy na myśli różne konfiguracje, z których systemy te mogą korzystać. Słowo „topologia” w tym kontekście jest określeniem ogólnego rozmieszczenia węzłów w sieci. Topologia sieci mesh występuje w dwóch postaciach.

Full mesh

W sieciach typu full mesh każdy router łączy się ze wszystkimi pozostałymi. Jeśli wyślesz plik do drukarki metodą routingu, dane mogą zostać przesłane bezpośrednio z routera na Twoim piętrze do routera, do którego podłączona jest drukarka. Plik nie musi przechodzić przez inne routery, aby do niej dotrzeć. Chociaż może to nie być praktyczne, w zależności od pojemności sprzętu i ograniczeń fizycznych, jest to prawdopodobnie najszybsza dostępna opcja.

Partial mesh

Jak sama nazwa wskazuje, sieci mesh typu częściowe (z ang. partial – częściowy) nie wymagają bezpośredniego połączenia wszystkich urządzeń. Każdy router może po prostu łączyć się z dwoma najbliższymi sąsiadami, a pakiety danych są przekazywane z jednego routera do drugiego, gdy docierają do zamierzonego odbiorcy.

Inna wersja częściowej sieci mesh może obejmować jeden lub dwa routery centralne, przez które łączą się wszystkie pozostałe routery. W porównaniu z sieciami full mesh, sieci typu partial mesh nie są tak szybkie, ponieważ dane muszą przeskakiwać między większą liczbą węzłów, aby się przemieszczać.

Niebezprzewodowe a bezprzewodowe sieci mesh

Oprócz pełnej i częściowej kategoryzacji możemy również klasyfikować sieci mesh według tego, czy są przewodowe, czy bezprzewodowe.

Sieci niebezprzewodowe wymagają fizycznego połączenia wszystkich węzłów. Na przykład w biurze lub szkole routery na każdym piętrze lub w każdym dziale można połączyć kablami, tworząc przewodową sieć mesh.

Alternatywnie wszystkie węzły można połączyć bez połączeń fizycznych, a dane będą przesyłane za pomocą sygnałów bezprzewodowych. Bezprzewodowe sieci mesh są pomocne, jeśli prowadzenie kabli między każdym węzłem jest niepraktyczne ze względów fizycznych lub budżetowych. Jednak przepustowość w sieci bezprzewodowej jest znacznie bardziej ograniczona niż w przypadku opcji przewodowych. Bezprzewodowe sieci mesh sprawdzają się dobrze w sytuacjach, gdy węzły sieciowe nie są statyczne.

Chociaż te dwa systemy mają zalety, istnieje trzecia konfiguracja, która łączy zalety ich obu.

Hybrydowe sieci mesh

Hybrydowa sieć mesh to połączenie sieci przewodowej i rozwiązania bezprzewodowego. Niektóre węzły w sieci są fizycznie połączone kablami, inne korzystają z łączności bezprzewodowej.

Taka konfiguracja zapewnia optymalną przepustowość tam, gdzie to możliwe, przy jednoczesnym zachowaniu możliwości posiadania w sieci mobilnych urządzeń bezprzewodowych. Dla wielu firm może to być najlepsze rozwiązanie, ponieważ elementy bezprzewodowe mogą zapewnić dostęp do Internetu na większym obszarze, podczas gdy kable statyczne zapewniają dobrą przepustowość dla reszty ekosystemu.

Różnice między węzłem mesh, wzmacniaczem Wi-Fi i punktem dostępu Wi-Fi

Wyjaśnijmy pewne zamieszanie wokół różnic między węzłami sieci mesh, wzmacniaczami Wi-Fi i punktami dostępu Wi-Fi.

• Węzeł mesh jest punktem połączenia w sieci mesh. W większości przypadków będzie to pewnego rodzaju router.
• Wzmacniacz Wi-Fi to element sprzętu, który odbiera i powtarza transmisję bezprzewodową z routera Wi-Fi. Jeśli masz problemy z uzyskaniem pełnego zasięgu Wi-Fi w domu, wzmacniacz jest dobrym rozwiązaniem, ale jest to węzeł sieci mesh, jedynie wzmacniacz dla routera.
• Punkt dostępu Wi-Fi (znany również jako punkt dostępu bezprzewodowego) pełni podobną funkcję jak wzmacniacz Wi-Fi. Są to małe elementy sprzętu, które można podłączyć do routera za pomocą kabli Ethernet, odprowadzić część sieci Wi-Fi routera i rozszerzyć ją na dodatkową przestrzeń.
• Wzmacniacze i punkty dostępu mogą być częścią sieci hybrydowej, ale mogą też działać samodzielnie i być przydatne, nawet jeśli nie konfigurujesz sieci mesh.

Czy można używać wzmacniacza Wi-Fi w sieci mesh?

Możesz używać wzmacniacza Wi-Fi w sieci mesh, ale nie będzie on działał jak inne węzły. Pamiętaj, że wzmacniacz jedynie odbiera i powtarza sygnał z routera Wi-Fi — sam nie jest w stanie obsłużyć żadnych danych.

W związku z tym wzmacniacz Wi-Fi można wykorzystać do poprawy wydajności węzła w sieci mesh. To zwiększy zasięg jego komunikacji bezprzewodowej, dzięki czemu będzie mógł łączyć się z większą liczbą węzłów. Sam wzmacniacz jednak nie może działać jako węzeł.

Sieć mesh a sieć ad hoc

Sieci mesh są czasami mylone z sieciami ad hoc, są to jednak odrębne systemy. W sieci ad hoc tymczasowo podłączonych jest kilka urządzeń. Na przykład, jeśli jeden laptop może połączyć się z routerem Wi-Fi, a inny nie, połączenie można „współdzielić” za pomocą kabla Ethernet między urządzeniami.

Sieci ad hoc to zasadniczo krótkoterminowe sieci LAN. Główna różnica między siecią LAN a siecią ad hoc polega na tym, że pierwsza jest przeznaczona do użytku długoterminowego, a druga jest rozwiązaniem tymczasowym.

Możesz także utworzyć bezprzewodową sieć ad hoc, tymczasowo zamieniając urządzenie w router — na przykład używając hotspotu w telefonie, aby łączyć inne urządzenia z internetem.

Zalety systemów mesh

Zarówno niebezprzewodowe, jak i bezprzewodowe sieci mesh oferują wiele korzyści firmom i organizacjom każdej wielkości, podobnie jak opcje hybrydowe.

• Ulepszony zasięg. Możliwe, że największą zaletą sieci mesh jest jej zdolność do zwiększania zakresu możliwości sieciowych firmy. Szczególnie w przypadku hybrydowych sieci mesh takie podejście może stworzyć bardzo duże i płynnie zintegrowane sieci.

• Długoterminowa skalowalność. Sieci mesh można z łatwością skalować w miarę upływu czasu, dodając nowe węzły na potrzeby rozwijających się firm i organizacji.

• Sieci typu self-repair. Kiedy jeden węzeł sieci mesh ulegnie awarii, dane są automatycznie kierowane przez inny węzeł. Proces ten to tzw. self-repair (samonaprawa) i pozwala sieci działać nawet wtedy, gdy routery w ekosystemie przestaną działać.

Wady systemów mesh

Sieć mesh nie jest oczywiście idealna i ma pewne wady.

• Zwiększony ruch w węzłach. Poszczególne węzły w sieci (szczególnie w sieciach typu partial mesh) będą musiały obsłużyć większy ruch niż bez sieci mesh. Może to obniżyć ogólną prędkość i wydajność, zwłaszcza w bezprzewodowej sieci mesh.

• Złożona konfiguracja i konserwacja. Utworzenie przewodowej lub bezprzewodowej sieci mesh, rozwiązywanie bieżących błędów i utrzymywanie jej bezpieczeństwa może wymagać dużo pracy. W przypadku mniejszych organizacji i przedsiębiorstw ta złożoność może stanowić barierę.

• Zwiększone zagrożenia cyberbezpieczeństwa. Każdy router jest potencjalnym punktem dostępu dla hakerów chcących zaatakować organizację. Jeśli połączysz wiele routerów w dużą sieć mesh, zwiększa się ryzyko eskalacji cyberataku. Jeśli jeden z routerów zostanie zhakowany, przestępcy mogą szybko rozprzestrzenić złośliwe oprogramowanie w sieci mesh.

Czy można dodać istniejący router do sieci mesh?

Jeśli masz już skonfigurowany router i chcesz dodać go do nowej sieci mesh, możesz skonfigurować urządzenia z klientami mesh.

Aby zapewnić optymalną wydajność i bezpieczeństwo, najlepiej jest założyć wszystkie węzły mesh jednocześnie, mając konkretny zamiar stworzenia sieci mesh. Jeśli jednak masz już kilka routerów i chcesz je połączyć, możesz to zrobić.

Najlepszym rodzajem węzłów mesh są urządzenia i oprogramowanie zaprojektowane specjalnie do tworzenia systemu mesh. Zwykły router Wi-Fi może nie być tak stabilny i wydajny jak urządzenie skonfigurowane specjalnie do obsługi sieci mesh.

Należy zachować ostrożność, aby nie pogorszyć ogólnej wydajności sieci mesh poprzez dodanie węzłów niespełniających standardów, co może spowodować spowolnienie przepustowości danych.

Sieć mesh a Meshnet

Łatwo pomylić terminy sieć mesh i Meshnet. „Sieć mesh” to ogólne określenie pewnego rodzaju topologii sieci, natomiast Meshnet to określona funkcja udostępniana przez NordVPN.

Meshnet to darmowy system, który pozwala użytkownikom łączyć urządzenia zaszyfrowanymi tunelami, tworząc w zasadzie własne, prywatne sieci VPN. Użytkownik Meshnetu może przekierować ruch ze swojego telefonu przez komputer domowy, dzięki czemu podczas podróży za granicę nadal będzie mógł przeglądać internet, korzystając ze swojego lokalnego adresu IP.

Jeśli chcesz wypróbować Meshnet już dziś, możesz pobrać aplikację NordVPN – musisz płacić za subskrypcję, aby cieszyć się wszystkimi zaletami funkcji Meshnet.