Un réseau Mesh est un groupe d'appareils connectés les uns aux autres, Par exemple, une passerelle IoT qui agit comme un réseau unique dans votre pièce, le réseau maillé est constitué de plusieurs sources de connectivité et pas seulement d'une passerelle. Depuis les années 1960, la technologie des réseaux s'est développée rapidement. Le réseau local traditionnel a 6 types de structures d'application, comme fournir une structure, structure des types, d'autres types de structures, etc. Ils opèrent à l’échelle mondiale, fournir une technologie de données et beaucoup de stabilité. Aujourd'hui, nous présenterons en détail pour vous la technologie des réseaux maillés.
1. Qu'est-ce que la technologie de réseau maillé？
Le développement de la technologie des réseaux a apporté d’énormes changements à la société humaine. Cela a facilité la communication pour les gens, plus pratique pour la transmission d'informations, et a même contribué à la révolution technologique et à la modernisation industrielle. Le développement du réseau depuis le premier réseau filaire et le réseau militaire jusqu'au réseau sans fil et au réseau étendu actuels a considérablement réduit le coût de communication entre les personnes.. La technologie des réseaux permet aux gens de connaître instantanément les affaires du monde et les échanges commerciaux mondiaux., et réalise véritablement l'égalité de l'échange mondial d'informations. Cependant, la voie choisie par la technologie traditionnelle des réseaux locaux dans le processus de développement semble aujourd'hui présenter certains goulots d'étranglement et limitations dus à des limitations techniques. La façon de résoudre ce problème est de « revenir à l’intention initiale » et de s’orienter vers le réseau Mesh., c'est, la structure du réseau maillé.
2. Qu'est-ce qu'un réseau maillé IoT?
Le réseau maillé est une méthode de topologie de réseau local. Il combine l'utilisation de nœuds d'infrastructure (comme les ponts, dispositifs, et interrupteurs) qui sont directement, dynamiquement, et connecté de manière non hiérarchique pour déplacer efficacement les données vers et depuis les clients. Ce type de topologie de réseau garantit qu'aucun nœud ne dépend du transfert de données. Ainsi, si un nœud échoue, le réseau peut « se réparer tout seul » et rediriger les données à l’aide d’algorithmes tels que le « pont sur le chemin le plus court » (SPB), qui sont décrits dans la norme IEEE 802.1aq. Cela rend les réseaux maillés plus fiables lorsque la connectivité est primordiale et que certains nœuds fonctionnent mal ou sont déstabilisés..
Un réseau maillé utilisera l'inondation, ou routage, une technique qui s'accompagne généralement d'un seul type de données. Avec la méthode d'inondation, chaque paquet entrant est livré sur chaque connexion sortante disponible, sauf la connexion qui en vient. Utiliser des techniques de routage, les données sautent autour d'autres nœuds jusqu'à ce qu'elles atteignent leur destination, puis est envoyé à son emplacement. Le réseau maillé se configure ensuite pour garantir que les connexions continues sont autorisées et que les données sont réacheminées vers des chemins indisponibles.. Encore, cela permet au réseau d'atteindre le niveau de fiabilité et d'élasticité dont ont désespérément besoin les organisations souhaitant tirer parti d'une faible consommation., applications IoT à faible débit.
3. Comment fonctionne un réseau maillé?
À l'heure actuelle, SIG MESH adopte la technologie de réseau MESH basée sur le protocole d'inondation.
Le réseau Mesh se compose d'un téléphone mobile et d'un nœud, où Mobile est un smartphone et sert d'extrémité de contrôle du réseau Mesh.
Le nœud est un périphérique nœud dans le réseau. Le réseau BLE Mesh est implémenté par diffusion. Les étapes de base sont:
• un. Envoyer des données de contrôle ou de lecture du terminal mobile au nœud A.
•b. Le message est diffusé par le nœud A.
•c. Lorsque le nœud B reçoit le message du nœud A, il diffuse le message du nœud A.
• d. Par analogie, utiliser la méthode d'infection pour diffuser le message de dix à dix, afin que tous les appareils à portée sans fil puissent recevoir ce message.
MESH effectuera également un cryptage spécial sur les données du réseau pour empêcher le vol de données réseau à l'aide de la surveillance et des attaques de l'homme du milieu..
4. Architecture de réseau maillé
Topologie du réseau de base
La structure de base du réseau local comprend une structure arborescente, structure de bus, structure en étoile, structure distribuée, etc. La structure en étoile est la plus utilisée actuellement. Les avantages de cette structure sont un taux de ponctualité élevé, structure simple, et une gestion facile. Ses inconvénients sont une faible fiabilité et un coût plus élevé que les autres structures. La structure en étoile prend le milieu et le nœud comme point central, et d'autres nœuds sont connectés à ce point central. La structure de type bus a une structure relativement simple et une forte extensibilité, mais il présente les inconvénients d'être difficile à maintenir et de trouver des défauts dans la structure des succursales.. La structure de type bus n'a pas de centre évident, et chaque périphérique réseau est connecté à un bus. Pour une utilisation plus sûre et plus efficace, maintenant, la grande majorité des réseaux locaux commerciaux en fonctionnement adopte une combinaison de divers modèles de topologie de réseau pour garantir des performances maximales du réseau local et éviter les obstacles.
Maillage typique (réseau maillé) structure
Quand il s'agit de maillage, ça veut dire "net", « Maille » ou « Maille ». C'est très simple. Du sens fondamental de Mesh, la topologie d'un réseau maillé est la suivante: tous les nœuds du réseau sont connectés un par un pour former un réseau complet, et un nœud est connecté à au moins un autre nœud. À l’ère d’un réseau limité, il est très difficile de réaliser le réseau avec une disposition Mesh basée sur le câble réseau. À l’ère du sans fil, sans les contraintes des câbles réseau et l’utilisation de diverses nouvelles technologies, la disposition des réseaux Mesh sans fil est relativement simple.
5. Technologie sans fil dans les réseaux maillés
Négociation multicanal
Lorsque le réseau maillé sans fil accède à toutes sortes de canaux, les nœuds MP du réseau ne peuvent écouter qu'une seule fois un canal. Au nom de l'utilisation de plus de canaux, les nœuds doivent basculer dynamiquement entre les différents canaux disponibles. Cela nécessite un mécanisme de coordination pour garantir deux canaux de communication. Tous les nœuds fonctionnent sur le même canal. Une façon de gérer cela consiste à diviser la chronologie en séparations de balises., au début de chaque séparation de balise, construire une fenêtre temporelle appelée ATIM, et exiger qu'au début de la fenêtre horaire ATIM, tous les nœuds du réseau sont obligés de basculer sur le même canal. Dans la fenêtre ATIM, le nœud qui a des données à envoyer utilise le message de contrôle pour négocier le canal avec le récepteur.
Attribution des canaux
La technologie d'allocation de canaux est largement appliquée à la gestion et à l'utilisation d'un plus grand nombre de canaux dans un réseau maillé sans fil multicanal.. Tout en garantissant une bonne connectivité réseau, il réduit la probabilité de conflit de canaux dans le réseau maillé et améliore l'efficacité du réseau. Contrairement à la technologie de négociation multicanal, La technologie d'allocation de canaux consiste à allouer plusieurs canaux dans un réseau maillé dans la direction de la division des ressources de fréquence des canaux. Par exemple, un ensemble de canaux est défini pour l'interconnexion entre les MP, et un autre ensemble de canaux est défini pour l'interconnexion entre MAP et MeshSTA. La division de groupe est un schéma d'allocation de canaux de réseau maillé sans fil couramment utilisé.. Il partitionne tous les nœuds voisins des nœuds arbitrairement MP en lots, puis nomme
canaux vers chaque lot de manière uniforme; les canaux alloués à chaque groupe sont sélectionnés dans le quartier de conflit de nœuds. Le canal le moins utilisé est attribué et l'interconnexion entre les groupes est garantie.
Découverte du réseau
La technologie de découverte de réseau est principalement utilisée pour découvrir de nouveaux nœuds et nœuds voisins dans le réseau maillé et établir des listes d'informations correspondantes.. La découverte du réseau s'effectue en grande partie au moyen de la maintenance de listes et de l'analyse du réseau.. L'analyse du réseau signifie que les nœuds MP du réseau maillé sans fil surveillent leurs nœuds voisins environnants en envoyant ou en surveillant activement les signaux Beacon., tandis que la maintenance de la liste consiste à transmettre le réseau. Les informations des nœuds voisins appartenant au même réseau Mesh trouvés par scan sont ajoutées à la liste. Si le nœud adjacent s'avère nouveau, alors l'ensemble du réseau peut utiliser la table de routage pour le découvrir.
Redirection d'itinéraire
Les connexions maillées et la recherche de chemin déterminent de nombreuses caractéristiques techniques et avantages des réseaux maillés sans fil. L'efficacité d'utilisation des connexions maillées dans les réseaux maillés et les performances du réseau dépendent de la conception du routage et du transfert.. Lors de la conception d'un protocole de routage de réseau maillé sans fil, il convient de noter que, tout d'abord, le routage ne doit pas être basé uniquement sur le « nombre minimum de sauts », mais doit prendre en compte de manière exhaustive une variété de mesures de performances et effectuer des sélections de routage après une évaluation complète. Deuxièmement, une tolérance aux pannes du réseau doit être fournie. et un support solide peut rapidement choisir un réseau fongible pour éviter l'interruption de la fourniture de services lorsque le réseau sans fil est terminé. Troisièmement, il est nécessaire de pouvoir utiliser la technologie d'ingénierie du trafic pour effectuer un équilibrage de charge entre plusieurs routes et maximiser l'utilisation des ressources du système. Quatrièmement, il est nécessaire de prendre en charge MP et MeshSTA en même temps. Les protocoles de routage Mesh sans fil couramment utilisés peuvent faire référence aux protocoles de routage du réseau AdHoc.. Plusieurs protocoles de routage typiques incluent le Dynamic Source Routing Protocol (DSR), Protocole de routage vectoriel de distance de séquence de destination (DSDV), Algorithme d’acheminement des commandes temporaires (TORRE), et protocole de routage vectoriel de distance ad hoc à la demande (AODV), etc. DSR est le protocole de routage auto-organisé réactif basé sur une topologie peer-to-peer le plus courant., qui se caractérise par l'adoption d'une stratégie de mise en cache active et l'extraction d'informations topologiques à partir du routage source, et créer des itinéraires par comparaison.
Sécurité du maillage
Le point d'accès multi-sauts à fonctionnalité unique de Mesh lui-même doit réaliser sa sécurité unique, organiser la gestion et la mise en place d'un Mesh à partir du réseau; chaque cible et zone de nœuds Mesh; Protection du handicap. La technologie de sécurité maillée a été proposée pour résoudre ces problèmes de sécurité.
Afin de résoudre ces problèmes de sécurité de manière ciblée, Une technologie de sécurité maillée est proposée.
6. Exemples d'application de la technologie des réseaux maillés
• Communication sur le champ de bataille: Le réseau ad hoc sans fil est la technologie préférée pour la communication numérique sur le champ de bataille en raison de ses caractéristiques d'absence d'installations réseau., Déploiement rapide, et une forte robustesse. Il peut être utilisé sur le champ de bataille pour accomplir des tâches telles que la surveillance des forces amies et des équipements., reconnaissance des forces ennemies et du terrain, évaluation des dommages de guerre, positionnement et suivi, et détection d'attaques biochimiques; des groupements tactiques de flotte qui nécessitent une communication peuvent également être établis via des réseaux mobiles ad hoc. communication sans avoir recours à des systèmes de communication terrestres ou par satellite. En plus des guerres, en temps de paix, ils utilisent également des réseaux de capteurs sans fil pour détecter les intrusions ennemies grâce à la classification et à l'analyse des signaux sonores et vibratoires., afin d'assurer la protection de la sécurité nationale.
• Communications d'urgence: Après des catastrophes telles que des tremblements de terre, inondations, et de violentes tempêtes tropicales. Les installations du réseau de communication fixe peuvent être détruites ou ne pas fonctionner normalement. Pour le sauvetage d’urgence et l’éducation en cas de catastrophe, un réseau ad hoc sans fil, une technologie réseau qui peut être déployée rapidement sans recourir à des installations de réseau fixe, est nécessaire.
• Surveillance de l'environnement: jen scénarios de réseau tels que la protection de la faune, surveillance des sols, et surveillance atmosphérique, il y a des problèmes tels qu'un grand nombre de nœuds, une grande variété de types de données, une énorme quantité de données, et une vaste zone de surveillance. Plusieurs nœuds de surveillance forment un réseau sans fil auto-organisé pour atteindre l'objectif de construire un réseau autonome de grande envergure à faible coût, puis de se connecter au réseau public via une passerelle pour surveiller l'environnement sans installer ni entretenir un grand nombre d'infrastructures..
• Développement spatial: Couvrir entièrement l’infrastructure spatiale est une tâche impossible. Les méthodes de communication par satellite existantes sont peu évolutives et ne peuvent pas répondre aux besoins en bande passante des services civils à grande échelle.. Grâce au réseau sans fil auto-organisé entre les nœuds, combiné au mode de routage opportuniste store-carry-forward, la fonction de communication mobile dans le processus de développement de l'univers est réalisée.
• Domaine industriel: Dans les domaines des mines de charbon et de la pétrochimie présentant des problèmes d'inflammabilité et d'explosion, les réseaux de capteurs sans fil peuvent être utilisés pour collecter des données dans des environnements dangereux, et les alarmes anormales peuvent être détectées à tout moment, améliorant ainsi la précision et la rapidité de réponse aux situations dangereuses et réduisant les pertes. . En outre, dans le domaine de la fabrication moderne, les travailleurs des lignes de production aux machines et équipements complexes tentent d'installer les nœuds de capteurs correspondants, afin de se tenir au courant de l'état de fonctionnement de l'équipement, détecter les problèmes tôt et les résoudre à temps, réduisant ainsi efficacement les pertes et les accidents. incidence.
• Domaine médical: SLes réseaux de capteurs dans les réseaux ad hoc sans fil ont également certaines applications dans le domaine médical et des soins de santé.. Comme le médecin offre une grande commodité.
7. Avantages et inconvénients du réseau maillé
• Interconnexion des nœuds: Chacun de ces nœuds du réseau local est concaténé un par un pour présenter une situation décentralisée évidente, et chaque nœud est connecté à au moins deux autres nœuds. Les APS étaient tous constitués de liaisons relais sans fil de manière peer-to-peer, étendre les « points chauds » sans fil dans les WLAN orthodoxes en « points chauds » sans fil qui atteignent réellement une vaste zone de couverture.
• Auto-configuration: Les points d'accès du réseau maillé sans fil facilitent la gestion et la maintenance du réseau grâce à leurs propres capacités de configuration automatique et de gestion centrale..
• Auto-guérison： Le point d'accès dans le réseau maillé sans fil fournit d'autres chemins grâce à ses propres fonctions de découverte automatique et de connexion de routage hivernal pour résoudre l'impact d'une seule panne sur les services..
• Bande passante élevée: Il étend le « point d'accès » sans fil du WLAN traditionnel au « point d'accès » sans fil qui couvre réellement une vaste zone.， et met à niveau l'original en raison de l'augmentation de la distance WLAN et de la lenteur de la vitesse du haut débit. En outre, en utilisant le système de structure Mesh, le signal peut éviter les interférences des obstacles dans la zone aveugle et transmettre le signal en douceur.
• Taux d'utilisation élevé: Dans un réseau à saut unique, un point d'accès fixe est connecté et utilisé par de nombreux appareils, et la disponibilité du réseau de communication du point d’accès est inversement proportionnelle au nombre de périphériques réseau. Dans un réseau Mesh, le problème de diminution de la disponibilité du réseau de communication du point d'accès ne se produira pas. Parce que n'importe quel nœud du réseau Mesh est un AP, si la disponibilité de l'un des réseaux de communication AP n'est pas disponible, les données se reconnecteront automatiquement au nouvel AP.
• Compatibilité: Le maillage adopte le format standard 802.11b/g/n/ac, qui est largement compatible avec les terminaux clients sans fil.
8. Le réseau maillé est-il meilleur que le WiFi?
Réseau maillé sans fil, également appelé réseau « multi-sauts », est un nouveau type technologie de réseau sans fil c'est totalement différent des réseaux sans fil orthodoxes, Le réseau maillé sans fil est un nouveau type de structure de réseau. Le routage multi-sauts et la technologie de réseau point à point constituent la base du maillage sans fil. Il présente les particularités du haut débit mobile. En outre, il est capable de s'étendre de manière dynamique, auto-équilibrage, auto-guérison, autogestion, et des réseaux auto-organisés. Le maillage sans fil est plus avancé que le Wi-Fi en termes de méthode de mise en réseau, mobilité, et distance de transmission, et il a aussi les caractéristiques du Wi-Fi.
Donc, le réseau maillé sans fil peut fournir le Wi-Fi pour aider à augmenter la distance de transmission et la mobilité, et fournissent une aide précieuse pour étendre les applications Wi-Fi. En outre, basé sur l'application populaire actuelle des terminaux, Le maillage sans fil peut être rapidement promu par le maillage sans fil. Donc, Les réseaux Mesh sans fil et le Wi-Fi sont compatibles et complémentaires.
Dans un réseau local sans fil orthodoxe (Wi-Fi), si un utilisateur souhaite communiquer, il doit d'abord se connecter à un point de connexion fixe (PA), et chaque utilisateur doit se connecter à la ligne sans fil jointe au point d'accès pour accéder au réseau. Réseau de saut. En revanche, n'importe quel nœud de périphérique sans fil dans le réseau maillé sans fil peut jouer le rôle de routeur et de point d'accès en même temps. Une communication directe un-à-un ou un-à-plusieurs est possible entre chaque nœud, et chaque nœud peut transmettre et recevoir des signaux.
9. L'histoire du développement de la technologie des réseaux maillés
Dans 2001, Inter et d'autres fabricants ont été les premiers à proposer l'architecture de réseau sans fil Mesh, qui était principalement utilisé comme réseau interne de l'armée américaine au début de l'expérience.
Dans 2003, Nortel Networks a lancé une solution point à point Wifi plus une architecture de réseau ad hoc Mesh et prévoit de la combiner avec les réseaux de télécommunications traditionnels pour former un réseau d'itinérance complémentaire et transparent à l'avenir.
Depuis 2004, Des réseaux ad hoc sans fil maillés ont été utilisés dans la construction de réseaux de zones métropolitaines à large bande., en particulier dans les nouvelles « villes à large bande sans fil » et la construction d'intégrations multi-réseaux ces dernières années.
Un réseau maillé ad hoc est une sorte de réseau local sans fil, c'est, un réseau à structure maillée, également connu sous le nom de réseau « multi-sauts ». Dans un réseau Mesh, tous les nœuds sont connectés à l'un d'eux, chaque nœud dispose de plusieurs canaux de connexion, et tous les nœuds forment un réseau holistique, une technologie qui crée dynamiquement de nouveaux liens pour se connecter avec d'autres nœuds, il a du réseau. Ses avantages incluent l’évolutivité, mise en réseau simple et pratique, etc. Sur la base de ces avantages, cela peut réduire considérablement le coût et la complexité du déploiement du réseau pour les utilisateurs.
