내가 연구 한 많은 일반적인 IoT 통신 프로토콜은 메쉬 토폴로지 (예 : ZigBee , Thread 및 Z-Wave )를 채택했으며 , 이는 모든 장치가 하나의 라우터 / 허브에 연결되는 일반적인 Wi-Fi 스타 토폴로지와는 대조적입니다. .
EETimes 는 또한 다음과 같이 말합니다.
메시 네트워킹은 수많은 네트워크 장치를 상호 연결하기위한 이상적인 설계 솔루션으로 부상하고 있습니다.
EETimes는 메시 네트워크의 안정성 향상 (예 :자가 치유 전송)이 메시 네트워크의 주요 장점 중 하나이지만 메시 네트워크 설정의 복잡성에 비해 작은 이점으로 보입니다.
약 10-20 개의 네트워크 장치를 포함하고 엔드 투 엔드에서 단거리로 확산 될 수있는 가정용 IoT 네트워크의 경우 메쉬 네트워크가 일반 스타 토폴로지보다 더 적합한 이유는 무엇입니까? 추가 된 복잡성이 내가 생각하는 것만 큼 중요하지 않습니까?
답변:
TL; DR : 경제
유선 메시 네트워크와 스타 토폴로지
인터넷은 메시 네트워크입니다. 왜? DARPA는 냉전이 뜨거워지면 미국의 절반이 망각으로 폭행 되더라도 작동하기를 원했기 때문입니다. 군대는 단일 노드에 의존하지 않는 신뢰성 높은 네트워크를 원했습니다. 네트워크 노드의 메시 또는 적어도 일부 메시는 그러한 안정성을 제공합니다. (유선) 메쉬 네트워크의 주요 단점은 비용 효율성이 떨어진다는 것입니다. 그들은 많은 비용이 듭니다. 모든 구성 요소를 다른 모든 구성 요소에 케이블로 연결하는 것은 너무 비쌉니다. 사물 인터넷의 WAN 백본은 이미 유선 메쉬 네트워크입니다.
스타 토폴로지는 노드 당 하나의 케이블 만 필요하며, 메시는 전체 메시에 최대 n * (n-1) / 2를 사용합니다. 메시 네트워크의 케이블 연결은 훨씬 더 비싸집니다. 따라서 스타 토폴로지가 지배적 인 표준으로 등장했습니다.
이제 (주로) 새로운 무선 메시 네트워크
구축 무선 메쉬 네트워크의 우회를의 주요 단점 유선 메쉬 네트워크를. 무선 메시 네트워크를 만드는 데 케이블 비용이 들지 않습니다. 따라서 무선 메시 네트워크를 만들면 안정성이 뛰어난 네트워크 제작자는 항상 적은 비용의 케이블과 무선의 다른 모든 장점을 원했습니다.
그러나 여전히 메시 네트워크에는 몇 가지 단점이 있습니다. 단순히 하나의 중앙 노드에 연결하는 것과 비교하여 노드는 라우팅에 대해 비교적 똑똑해야합니다. ZigBee는 Ad Hoc 주문형 거리 벡터 라우팅 을 사용하며 각 노드에서 라우팅 테이블이 필요합니다. 또한 네트워크를 효율적으로 사용하려면 노드의 특정 이중 기능이 필요합니다. 저비용 무선 가능 마이크로 칩을 구현하는 데 시간이 걸렸습니다. 오늘날 우리는 그 칩을 가지고 있습니다.
메시 네트워크가 제대로 작동하려면 충분한 노드가 있어야합니다. 실제로 두 개 이상의 기존 노드에 연결되는 더 많은 노드로 더 효율적입니다. 따라서 사물 인터넷은 모든 것이 노드 역할을 할 수있는 것은 메시 네트워크와 분명히 일치합니다. 다른 토폴로지는 더 많은 노드로 막힐 수 있지만 메시 네트워크는 실제로 더 빛나기 시작하고 더 많은 노드가 추가 될수록 더 빠르고 안정적입니다.
10-20 노드 네트워크
하나 또는 두 개의 장치가있는 스마트 홈 설정의 경우 토폴로지와 관련하여 고려해야 할 사항이 몇 가지 있습니다. 첫째, ZigBee는 실제로 스타 토폴로지도 지원합니다. 둘째, 모든 종류의 거리 벡터 라우팅은 일반적으로 가중 벡터 값과 함께 작동합니다. 따라서 스마트 홈 설정에서 직접 연결의 등급은 매우 높을 수 있으며, 메시로 구성되어 있어도 사실상 별 모양 토폴로지로 끝납니다.
Hue Bridge와 같은 중앙 구성 요소 범위를 벗어난 장치 만 (또는 직접 연결의 속도가 충분하지 않은 경우에만) 메시 토폴로지를 사용할 수도 있습니다. 이러한 장치의 경우 메시 네트워킹은 기본적으로 네트워크의 지연 시간 범위가 짧습니다 . 따라서 다른 중앙 노드를 구입할 필요가 없습니다. 그것은 돈을 절약합니다. 따라서 넓은 스프레드 유선 메쉬 네트워크를 죽인 것과 같은 일이 오늘날 무선 메쉬 네트워크를 매우 매력적으로 만듭니다. 경제학.
메시 네트워크는 IoT 네트워크에 더 나은 로컬 구성 옵션을 제공하는 경향이 있습니다. 범위 확장은 네트워크의 각 장치가 각 장치보다 네트워크를 더 크게 만드는 데 도움이되는 메쉬 네트워크에 대해 이미 언급했습니다. 또 다른 중요한 측면은 메시지가 라우팅되는 방법입니다. 일부 장치는 고정되어 있지만 다른 장치는 움직일 수 있습니다. 이로 인해 일반적인 방식으로 라우팅 메시지가 어려워 질 수 있지만, 모든 노드가 해당 장치를 찾을 수 있으므로 메시 네트워크가 더 잘 처리 할 수 있습니다.
실제 작업의 예는 ZWave 네트워크에서 네트워크의 모든 노드를 재발견 할 수 있으므로 컨트롤러와 다른 노드는 메시지에 대한 최상의 경로를 파악하고 메시지를 릴레이하지 않고 메시지와 릴레이 할 수있는 노드를 파악할 수 있습니다. 다른 장치. 이에 대한 자세한 정보는이 페이지의 "메시 및 라우팅"섹션에서 확인할 수 있습니다.