الشبكة الشبكية عبارة عن مجموعة من الأجهزة المتصلة ببعضها البعض, على سبيل المثال, بوابة إنترنت الأشياء التي تعمل كشبكة واحدة في غرفتك, الشبكة المعشقة هي مصادر متعددة للاتصال وليست مجرد بوابة. منذ الستينيات, لقد تطورت تكنولوجيا الشبكات بسرعة. الشبكة المحلية التقليدية لديها 6 أنواع هياكل التطبيق, مثل توفير الهيكل, هيكل النوع, هياكل نوع أخرى, وما إلى ذلك وهلم جرا. إنهم يعملون على نطاق عالمي, توفير تكنولوجيا البيانات والكثير من الاستقرار. اليوم, سوف نقدم لك تكنولوجيا الشبكات المعشقة بالتفصيل.
1. ما هي تكنولوجيا الشبكات الشبكية？
لقد أحدث تطور تكنولوجيا الشبكات تغييرات هائلة في المجتمع البشري. لقد جعل التواصل أسهل للناس, أكثر ملاءمة لنقل المعلومات, بل وساهمت في الثورة التكنولوجية والتحديث الصناعي. أدى تطوير الشبكة من الشبكة السلكية المبكرة والشبكة العسكرية إلى الشبكة اللاسلكية الحالية والشبكة واسعة النطاق إلى تقليل تكلفة الاتصال بين الأشخاص بشكل كبير. تتيح تكنولوجيا الشبكات للأشخاص معرفة شؤون العالم على الفور فيما يتعلق بالتداول والتداول العالمي, ويحقق حقًا المساواة في تبادل المعلومات العالمية. لكن, يبدو أن المسار الذي اختارته تكنولوجيا الشبكات المحلية التقليدية في عملية التطوير يواجه بعض الاختناقات والقيود اليوم بسبب القيود التقنية. طريقة حل هذه المشكلة هي "العودة إلى النية الأصلية" والتحرك نحو الشبكة المتداخلة, إنه, هيكل الشبكة الشبكية.
2. ما هي شبكة إنترنت الأشياء?
الشبكة المعشقة هي طريقة طوبولوجيا الشبكة المحلية. فهو يجمع بين استخدام عقد البنية التحتية (مثل الجسور, الأجهزة, والمفاتيح) التي هي مباشرة, ديناميكيا, وغير متصلة بشكل هرمي لنقل البيانات بكفاءة من وإلى العملاء. يضمن هذا النوع من طوبولوجيا الشبكة عدم اعتماد أي عقدة واحدة على نقل البيانات. هكذا, إذا فشلت العقدة, يمكن للشبكة "إصلاح نفسها" وإعادة توجيه البيانات باستخدام خوارزميات مثل "جسر المسار الأقصر" (SPB), والتي تم وصفها في معيار IEEE 802.1aq. وهذا يجعل الشبكات المتداخلة أكثر موثوقية عندما يكون الاتصال باراماونت وتتعطل بعض العقد أو تتزعزع استقرارها.
ستستخدم الشبكة المتداخلة الفيضانات, أو التوجيه, وهي تقنية تأتي عادة مع نوع واحد من البيانات. مع طريقة الفيضانات, يتم تسليم كل حزمة واردة عبر كل اتصال صادر متاح, إلا الاتصال القادم منه. استخدام تقنيات التوجيه, وتتنقل البيانات حول العقد الأخرى حتى تصل إلى وجهتها, ومن ثم يتم إرسالها إلى موقعها. تقوم الشبكة المتداخلة بعد ذلك بتكوين نفسها لضمان السماح بالاتصالات المستمرة وإعادة توجيه البيانات حول المسارات غير المتاحة. مرة أخرى, وهذا يسمح للشبكة بتحقيق مستوى الاعتمادية والمرونة الذي تحتاجه بشدة المنظمات الراغبة في الاستفادة من الاستهلاك المنخفض, تطبيقات إنترنت الأشياء ذات معدل البيانات المنخفض.
3. كيف تعمل الشبكة المعشقة?
في الوقت الحاضر، تتبنى SIG MESH تقنية شبكة MESH المبنية على بروتوكول الفيضان.
تتكون الشبكة الشبكية من الهاتف المحمول والعقدة, حيث يعد Mobile هاتفًا ذكيًا ويعمل كطرف تحكم في شبكة Mesh.
العقدة هي جهاز عقدة في الشبكة. يتم تنفيذ شبكة BLE Mesh عن طريق البث. الخطوات الأساسية هي:
• أ. أرسل التحكم أو اقرأ البيانات من الجهاز المحمول إلى العقدة A.
• ب. يتم بث الرسالة عن طريق العقدة A.
• ج. عندما تتلقى العقدة B الرسالة من العقدة A, يبث الرسالة من العقدة A.
• د. بالتماثل, استخدم أسلوب العدوى لنشر الرسالة من عشرة إلى عشرة, حتى تتمكن كافة الأجهزة الموجودة ضمن النطاق اللاسلكي من استقبال هذه الرسالة.
ستقوم MESH أيضًا بإجراء تشفير خاص على البيانات الموجودة في الشبكة لمنع سرقة بيانات الشبكة باستخدام هجمات المراقبة والتدخل..
4. بنية الشبكة الشبكية
طوبولوجيا الشبكة الأساسية
الهيكل الأساسي لل شبكة المنطقة المحلية يشمل هيكل الشجرة, هيكل الحافلة, هيكل النجم, هيكل موزع, وما إلى ذلك وهلم جرا. الهيكل النجمي هو الأكثر استخدامًا الآن. مزايا هذا الهيكل هي ارتفاع معدل الالتزام بالمواعيد, بنية بسيطة, وسهولة الإدارة. عيوبه هي الموثوقية المنخفضة والتكلفة الأعلى من الهياكل الأخرى. يأخذ هيكل النجمة الوسط والعقدة كنقطة مركزية, والعقد الأخرى متصلة بهذه النقطة المركزية. يتميز هيكل نوع الحافلة بهيكل بسيط نسبيًا وقابلية توسعة قوية, لكن له عيوبًا تتمثل في صعوبة صيانته وصعوبة العثور على أخطاء في هيكل الفرع. الهيكل من نوع الحافلة ليس له مركز واضح, ويتم توصيل كل جهاز شبكة بالحافلة. لاستخدام أكثر أمانًا وكفاءة, في الوقت الحالي, تعتمد الغالبية العظمى من الشبكات المحلية التجارية العاملة مجموعة متنوعة من أنماط هيكل الشبكة لضمان أقصى أداء للشبكة المحلية وتجنب العوائق.
شبكة نموذجية (الشبكة التشعبية) بناء
عندما يتعلق الأمر بشبكة, يعني "صافي", "شبكة" أو "شبكة". انه بسيط جدا. من المعنى الأساسي للشبكة, طوبولوجيا الشبكة المتداخلة هي كما يلي: ترتبط جميع عقد الشبكة الموجودة فيها واحدة تلو الأخرى لتكوين شبكة كاملة, وتتصل عقدة واحدة بعقدة أخرى على الأقل. في عصر الشبكة المحدودة, من الصعب جدًا إنشاء شبكة باستخدام تخطيط شبكي يعتمد على كابل الشبكة. في عصر اللاسلكي, دون قيود كابلات الشبكة واستخدام التقنيات الجديدة المختلفة, تخطيط الشبكات اللاسلكية بسيط نسبيًا.
5. التكنولوجيا اللاسلكية في الشبكات المتداخلة
التفاوض متعدد القنوات
عندما تصل الشبكة اللاسلكية إلى جميع أنواع القنوات, يمكن لعقد MP الموجودة في الشبكة الاستماع إلى قناة واحدة فقط مرة واحدة. نيابة عن استخدام المزيد من القنوات, يجب أن تقوم العقد بالتبديل ديناميكيًا بين القنوات المختلفة المتاحة. وهذا يتطلب آلية تنسيق لضمان وجود قناتين للاتصال. جميع العقد تعمل على نفس القناة. إحدى طرق التعامل مع ذلك هي تقسيم المخطط الزمني إلى فواصل للإشارة, في بداية كل فصل منارة, بناء نافذة زمنية تسمى ATIM, واشترط ذلك في بداية النافذة الزمنية لـATIM, تضطر جميع العقد في الشبكة إلى التبديل إلى نفس القناة. في نافذة أتيم, تستخدم العقدة التي لديها بيانات لإرسالها رسالة التحكم للتفاوض على القناة مع جهاز الاستقبال.
مهمة القناة
يتم تطبيق تقنية تخصيص القنوات إلى حد كبير على إدارة واستخدام المزيد من القنوات في شبكة لاسلكية متعددة القنوات. مع ضمان الاتصال الجيد بالشبكة, فهو يقلل من احتمالية تعارض القنوات في الشبكة المعشقة ويحسن كفاءة الشبكة. على عكس تكنولوجيا التفاوض متعدد القنوات, تتمثل تقنية تخصيص القنوات في تخصيص قنوات متعددة في شبكة متداخلة من اتجاه تقسيم موارد تردد القناة. على سبيل المثال, ويتم تحديد مجموعة واحدة من القنوات للتوصيل البيني بين النواب, ويتم تعريف مجموعة أخرى من القنوات للتوصيل البيني بين MAP وMeshSTA. تقسيم المجموعة هو نظام تخصيص قناة شبكة لاسلكية شائع الاستخدام. يقوم بتقسيم جميع العقد المجاورة لعقد MP بشكل تعسفي إلى دفعات, ومن ثم يعين
قنوات لكل دفعة بشكل موحد; يتم اختيار القنوات المخصصة لكل مجموعة ضمن منطقة اشتباك العقدة. يتم تعيين القناة الأقل استخدامًا ويتم ضمان الاتصال البيني بين المجموعات.
اكتشاف الشبكة
تُستخدم تقنية اكتشاف الشبكة بشكل أساسي لاكتشاف العقد الجديدة والعقد المجاورة في شبكة Mesh وإنشاء قوائم المعلومات المقابلة. يتم إجراء اكتشاف الشبكة إلى حد كبير عن طريق صيانة القائمة ومسح الشبكة. يعني مسح الشبكة أن العقد MP في شبكة Mesh اللاسلكية تراقب العقد المجاورة المحيطة بها عن طريق إرسال إشارات Beacon أو مراقبتها بشكل فعال, بينما صيانة القائمة هي تمرير الشبكة. تتم إضافة معلومات العقد المجاورة التي تنتمي إلى نفس الشبكة المتداخلة التي تم العثور عليها عن طريق المسح إلى القائمة. إذا تبين أن العقدة المجاورة جديدة, ومن ثم يمكن للشبكة بأكملها استخدام جدول التوجيه لاكتشافه.
إعادة توجيه الطريق
تحدد الاتصالات الشبكية وتحديد المسار العديد من الميزات والمزايا التقنية للشبكات المتداخلة اللاسلكية. تعتمد كفاءة استخدام الاتصالات الشبكية في الشبكات المعشقة وأداء الشبكة على تصميم التوجيه وإعادة التوجيه. عند تصميم بروتوكول توجيه الشبكة اللاسلكية, تجدر الإشارة إلى ذلك, أولاً, لا ينبغي أن يعتمد التوجيه فقط على "الحد الأدنى لعدد القفزات", ولكن يجب أن تأخذ في الاعتبار بشكل شامل مجموعة متنوعة من مقاييس الأداء وإجراء تحديدات التوجيه بعد إجراء تقييم شامل. ثانيًا, ينبغي توفير التسامح مع خطأ الشبكة. ويمكن للدعم القوي اختيار شبكة قابلة للاستبدال على الفور لتجنب انقطاع تقديم الخدمة عند انتهاء الشبكة اللاسلكية. ثالثا, من الضروري أن تكون قادرًا على استخدام تقنية هندسة المرور لإجراء موازنة التحميل بين العديد من الطرق وتحقيق أقصى استفادة من موارد النظام. رابعا, مطلوب دعم MP وMeshSTA في نفس الوقت. يمكن أن تشير بروتوكولات توجيه الشبكة اللاسلكية شائعة الاستخدام إلى بروتوكولات التوجيه الخاصة بشبكة AdHoc. تتضمن العديد من بروتوكولات التوجيه النموذجية بروتوكول توجيه المصدر الديناميكي (DSR), بروتوكول توجيه مسافة تسلسل الوجهة (DSDV), خوارزمية توجيه الطلب المؤقت (تورا), وبروتوكول توجيه ناقل المسافة المخصص حسب الطلب (AODV), إلخ. DSR هو بروتوكول التوجيه التفاعلي ذاتي التنظيم المعتمد على طوبولوجيا نظير إلى نظير الأكثر شيوعًا, والذي يتميز باعتماد استراتيجية التخزين المؤقت النشطة واستخراج معلومات الهيكل من توجيه المصدر, وإنشاء طرق من خلال المقارنة.
أمن شبكي
تهدف نقطة الوصول متعددة القفزات ذات الميزة الواحدة في Mesh نفسها إلى تحقيق أمانها الفريد, لتنظيم إدارة وتنفيذ شبكة من الشبكة; كل هدف ومنطقة العقد الشبكية; حماية الإعاقة. تم اقتراح تقنية أمان الشبكة لحل هذه المشكلات الأمنية.
من أجل حل هذه المشاكل الأمنية بطريقة هادفة, تم اقتراح تقنية أمان الشبكة.
6. أمثلة تطبيقية لتكنولوجيا الشبكات المتداخلة
• الاتصالات في ساحة المعركة: تعد الشبكة اللاسلكية المخصصة هي التقنية المفضلة للاتصالات الرقمية في ساحة المعركة نظرًا لخصائصها المتمثلة في عدم وجود مرافق شبكية, الانتشار السريع, ومتانة قوية. يمكن استخدامه في ساحة المعركة لإكمال المهام مثل مراقبة القوات الصديقة والمعدات, قوة العدو واستطلاع التضاريس, تقييم أضرار الحرب, تحديد المواقع والتتبع, والكشف عن الهجوم الكيميائي الحيوي; يمكن أيضًا إنشاء مجموعات قتالية للأساطيل التي تتطلب الاتصال من خلال شبكات متنقلة مخصصة. الاتصالات دون الحاجة إلى الاعتماد على أنظمة الاتصالات الأرضية أو الفضائية. بالإضافة إلى الحروب, تستخدم أوقات السلم أيضًا شبكات الاستشعار اللاسلكية للكشف عن تدخلات العدو من خلال تصنيف وتحليل إشارات الصوت والاهتزاز, وذلك للقيام بحماية الأمن القومي.
• اتصالات الطوارئ: بعد الكوارث مثل الزلازل, الفيضانات, والعواصف الاستوائية الشديدة. قد تتلف مرافق شبكة الاتصالات الثابتة أو لا تعمل بشكل طبيعي. للإنقاذ في حالات الطوارئ والتعليم في حالات الكوارث, شبكة لاسلكية مخصصة, تقنية شبكة يمكن نشرها بسرعة دون الاعتماد على أي مرافق شبكة ثابتة, وهناك حاجة.
• الرصد البيئي: أناسيناريوهات الشبكة مثل حماية الحياة البرية, مراقبة التربة, والرصد الجوي, هناك مشاكل مثل عدد كبير من العقد, مجموعة واسعة من أنواع البيانات, كمية هائلة من البيانات, ومنطقة مراقبة واسعة. تشكل عقد المراقبة المتعددة شبكة لاسلكية ذاتية التنظيم لتحقيق الغرض من بناء شبكة مستقلة ذات مساحة كبيرة بتكلفة منخفضة ومن ثم الاتصال بالشبكة العامة من خلال بوابة لمراقبة البيئة دون وضع وصيانة عدد كبير من البنى التحتية.
• تطوير الفضاء: إنها مهمة مستحيلة تغطية البنية التحتية في الفضاء بالكامل. تتميز طرق الاتصال عبر الأقمار الصناعية الحالية بقابلية توسع ضعيفة ولا يمكنها تلبية متطلبات عرض النطاق الترددي للخدمات المدنية على نطاق واسع. من خلال شبكة التنظيم الذاتي اللاسلكية بين العقد, مقترنًا بوضع التوجيه الانتهازي للترحيل إلى الأمام, يتم تحقيق وظيفة الاتصالات المتنقلة في عملية تطور الكون.
• المجال الصناعي: في مجالات مناجم الفحم والبتروكيماويات ذات المشاكل القابلة للاشتعال والانفجار, يمكن استخدام شبكات الاستشعار اللاسلكية لجمع البيانات في البيئات الخطرة, ويمكن اكتشاف الإنذارات غير الطبيعية في أي وقت, وبالتالي تحسين دقة الاستجابة وسرعة المواقف الخطرة وتقليل الإصابات. . فضلاً عن ذلك, في مجال التصنيع الحديث, يحاول العمال من خطوط الإنتاج إلى الآلات والمعدات المعقدة تثبيت عقد الاستشعار المقابلة, وذلك لمواكبة صحة عمل المعدات, اكتشاف المشكلات مبكرًا والتعامل معها في الوقت المناسب, وبالتالي تقليل الخسائر والحوادث بشكل فعال. حدوث.
• المجال الطبي: ستتمتع شبكات الاستشعار في الشبكات اللاسلكية المخصصة أيضًا بتطبيقات معينة في مجال الرعاية الطبية والصحية. مثل الطبيب يوفر راحة كبيرة.
7. شبكة إيجابيات وسلبيات
• ربط العقدة: يتم ربط كل من هذه العقد في الشبكة المحلية واحدة تلو الأخرى لتقديم موقف لامركزي واضح, وتكون كل عقدة متصلة بعقدتين أخريين على الأقل. تتكون جميع أنظمة APS من روابط ترحيل لاسلكية بطريقة نظير إلى نظير, توسيع "النقاط الساخنة" اللاسلكية في شبكات WLAN التقليدية إلى "نقاط الاتصال الساخنة" اللاسلكية التي تحقق بالفعل مساحة كبيرة من التغطية.
• التكوين الذاتي: تعمل نقاط الوصول الموجودة في الشبكة المتداخلة اللاسلكية على تسهيل إدارة الشبكة وصيانتها من خلال إمكانيات التكوين التلقائي والإدارة المركزية الخاصة بها.
• الشفاء الذاتي： توفر نقطة الوصول في الشبكة المتداخلة اللاسلكية مسارات أخرى من خلال وظائفها الخاصة المتمثلة في الاكتشاف التلقائي واتصال التوجيه الشتوي لحل تأثير خطأ واحد على الخدمات.
• عرض النطاق الترددي العالي: إنه يوسع "النقطة الساخنة" اللاسلكية في شبكة WLAN التقليدية إلى "النقطة الساخنة" اللاسلكية التي تغطي مساحة كبيرة بالفعل， ويقوم بترقية النسخة الأصلية بسبب زيادة مسافة شبكة WLAN وبطء سرعة النطاق العريض. فضلاً عن ذلك, باستخدام نظام هيكل الشبكة, يمكن للإشارة تجنب تداخل العوائق في المنطقة العمياء ونقل الإشارة بسلاسة.
• معدل استغلال مرتفع: في شبكة قفزة واحدة, يتم توصيل نقطة الوصول الثابتة واستخدامها بواسطة العديد من الأجهزة, ويتناسب توفر شبكة اتصالات نقطة الوصول عكسيًا مع عدد أجهزة الشبكة. في شبكة شبكية, لن تحدث مشكلة رفض توفر شبكة اتصالات AP. لأن أي عقدة في شبكة Mesh هي نقطة وصول, إذا لم يكن توفر إحدى شبكات اتصالات AP متاحًا, سيتم إعادة توصيل البيانات تلقائيًا بنقطة الوصول الجديدة.
• التوافق: تعتمد الشبكة تنسيق 802.11b/g/n/ac القياسي, وهو متوافق على نطاق واسع مع محطات العميل اللاسلكية.
8. هل الشبكة الشبكية أفضل من الواي فاي؟?
شبكة شبكية لاسلكية, وتسمى أيضًا شبكة "متعددة القفزات"., هو نوع جديد تكنولوجيا الشبكات اللاسلكية وهذا يختلف تمامًا عن الشبكات اللاسلكية التقليدية, تعد الشبكة المتداخلة اللاسلكية نوعًا جديدًا من بنية الشبكة. يعد التوجيه متعدد القفزات وتكنولوجيا الشبكة من نقطة إلى نقطة أساس الشبكة اللاسلكية. لديها خصوصيات النطاق العريض المحمول. فضلاً عن ذلك, إنها قادرة على توسيع نفسها ديناميكيًا, التوازن الذاتي, الشفاء الذاتي, الإدارة الذاتية, والشبكات ذاتية التنظيم. تعد الشبكة اللاسلكية أكثر تقدمًا من شبكة Wi-Fi من حيث طريقة التواصل, إمكانية التنقل, ومسافة الإرسال, كما أنه يتمتع بخصائص الواي فاي.
لذلك, يمكن لشبكة الشبكة اللاسلكية توفير شبكة Wi-Fi للمساعدة في زيادة مسافة الإرسال والتنقل, وتقديم مساعدة كبيرة في توسيع تطبيقات Wi-Fi. فضلاً عن ذلك, بناءً على التطبيق الشائع الحالي للمحطات الطرفية, يمكن ترقية الشبكة اللاسلكية بسرعة بواسطة الشبكة اللاسلكية. لذلك, الشبكات الشبكية اللاسلكية والواي فاي متوافقة ومكملة لبعضها البعض.
في شبكة محلية لاسلكية منطقة لاسلكية (شبكة محلية لاسلكية), إذا كان المستخدم يريد التواصل, يجب عليه أولاً الاتصال بنقطة اتصال ثابتة (ا ف ب), ويجب على كل مستخدم الارتباط بالخط اللاسلكي المنضم إلى نقطة الوصول للوصول إلى الشبكة. شبكة القفز. في المقابل, يمكن لأي عقدة جهاز لاسلكي في الشبكة اللاسلكية أن تلعب دور جهاز التوجيه ونقطة الوصول في نفس الوقت. من الممكن الاتصال المباشر من واحد إلى واحد أو من واحد إلى عدة بين كل عقدة, ويمكن لكل عقدة إرسال واستقبال الإشارات.
9. تاريخ تطور تكنولوجيا الشبكات المتداخلة
في 2001, اقترحت شركة Inter والشركات المصنعة الأخرى لأول مرة بنية الشبكة اللاسلكية Mesh, والتي كانت تستخدم بشكل أساسي كشبكة داخلية للجيش الأمريكي في بداية التجربة.
في 2003, أطلقت شبكات نورتل نقطة إلى نقطة واي فاي بالإضافة إلى بنية شبكة مخصصة للشبكة وتخطط لدمجها مع شبكات الاتصالات التقليدية لتشكيل شبكة تجوال متكاملة ومتكاملة في المستقبل.
منذ 2004, تم استخدام الشبكات اللاسلكية المخصصة في بناء شبكات المناطق الحضرية ذات النطاق العريض, وخاصة في "مدن النطاق العريض اللاسلكية" الجديدة وبناء تكامل الشبكات المتعددة في السنوات الأخيرة.
الشبكة المخصصة هي نوع من الشبكات المحلية اللاسلكية, إنه, شبكة هيكل شبكي, تُعرف أيضًا باسم شبكة "mulTI-hop".. في شبكة شبكية, جميع العقد متصلة بواحدة منها, تحتوي كل عقدة على قنوات اتصال متعددة, وجميع العقد تشكل شبكة شاملة, تقنية تعمل على إنشاء روابط جديدة ديناميكيًا للتواصل مع العقد الأخرى, لديها شبكات. وتشمل مزاياها قابلية التوسع, شبكات بسيطة ومريحة, وما إلى ذلك وهلم جرا. وبناء على هذه المزايا, يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكلفة وتعقيد نشر الشبكة للمستخدمين.
