Mesh与AP的优缺点

  Mesh网络AP(接入点)组网各有其优缺点,适用于不同的场景和需求。

  一、 Mesh网络和AP(接入点)组网优缺点

  1. Mesh网络的优点:

  •   自组织能力强:Mesh网络具有自组织能力,每个节点都可以充当路由器和终端设备,无需中心控制器,网络可以自动调整和优化,提高了系统的可靠性和稳定性。
  •   覆盖范围广:Mesh网络通过多个节点相互连接,可以实现更广泛的覆盖范围,特别适合大空间或复杂环境中的无线覆盖。
  •   灵活性高:部署灵活,节点之间可以通过无线方式连接,新增节点比较方便,无需事先规划布线。
  •   扩展性强:无线Mesh组网可以轻松扩展网络范围,只需添加更多的节点即可实现网络覆盖的扩大,不需要复杂的布线和设备更换。
  •   低功耗和安全性高:Mesh网络通常具有低功耗和高安全性的特点。

  2. Mesh网络的缺点:

  •   延迟较大:由于Mesh网络是多跳网络,可能会导致较高的延迟。
  •   配置复杂:虽然部署简单,但在某些情况下,配置可能相对复杂。
  •   成本较高:尽管部署成本较低,但长期来看,Mesh网络可能需要更多的设备和维护成本。

  3. AP组网的优点:

  •   稳定性好:AP组网通常依赖单一的AP设备,如果AP设备出现故障,整个网络的连通性和稳定性都会受到影响。
  •   高吞吐量:在需要高网络吞吐量的情况下,多个有线AP可以通过硬件交换机分发流量,从而提供更高的聚合带宽。
  •   美观性:AP组网通常采用POE供电,无需电源插座,一根网线就足够了,外形美观且不占位置。

  4. AP组网的缺点:

  •   布线需求高:所有设备之间的连接必须通过网线,因此在装修之前需要预留网线位置。
  •   灵活性较低:需要在装修时预留网线位置,布线较为繁琐。
  •   单点故障风险:整个网络的连通性和稳定性都依赖于单一的AP设备,如果AP设备出现故障,整个网络将受到影响。

  Mesh网络适合需要灵活扩展和广泛覆盖的场景,而AP组网则更适合对网络稳定性和高吞吐量有较高要求的环境。选择哪种方案应根据具体需求和环境来决定。

  二、 Mesh网络的延迟问题如何解决?

  解决Mesh网络延迟问题的方法可以从多个方面入手,包括优化路由选择算法、增加节点密度、合理规划网络布局以及采用高效的通信协议等。

  •   优化路由选择算法:设计合理的路由选择算法可以减少数据包的转发次数和路径长度,从而缩短延迟。例如,通过跨层优化理论改进传统路由准则,并采用人工蜂群算法对综合路由度量算法进行优化,可以显著提高网络吞吐量并降低端到端的延迟。
  •   增加节点密度:增加Mesh节点的数量可以提高网络的覆盖范围和稳定性,从而减少信号传播延迟。此外,合适的网络协议也能有效应对高通信延迟的应用需求。
  •   合理规划网络布局:在架设和配置Mesh网络时,需要谨慎选择设备,并合理规划网络布局,以尽量降低信号衰减和数据传输延迟。对网络环境进行定期监测和优化将有助于改善网络性能。
  •   使用高效的通信协议:例如,AM-DSR协议通过减少现有AODV-HM协议引起的延迟,降低了40%的延迟。这表明在MAC层最小化队列延迟的槽位分配算法的有效性。
  •   增加专用全局连线:在Mesh网络中增加专用全局连线可以降低某些长距离全局通信的延时。通过在路由节点添加流量控制器,建立传输反馈机制,从而降低网络拥塞,减小网络延时。

  三、 Mesh网络配置复杂性的具体表现和解决方案是什么?

  Mesh网络配置复杂性的具体表现和解决方案可以从多个方面进行分析。

  1. 具体表现

  Mesh网络中的设备必须彼此识别并建立连接,这种多对多的直接连接机制增加了网络的配置复杂度。网络管理人员需要花费更多的时间与精力来管理这些设备。

  尽管现代Mesh设备普遍提供简化的设置过程,但对一些不熟悉网络配置的用户来说,初始设置仍可能较为复杂。

  在大规模设备接入时,Mesh网络的复杂性和管理难度会显著增加。例如,LoRa Mesh技术在应对大规模设备接入时面临挑战,随着节点数量的增加,网络的复杂性也随之增加。

  由于Mesh节点之间需要频繁通信,这可能导致带宽消耗增加。

  如果Mesh组网后没有设置好切换带,可能会导致频繁切换的问题,尤其是在卧室等区域。

  Mesh组网中的设备数量较多,配置管理也更为复杂。如果配置不当,可能会导致网络漏洞,被攻击者利用。

  2. 解决方案

  现代Mesh设备通常提供简化的设置工具,通过图形界面或手机应用来简化初始配置过程,使用户更容易上手。

  针对大规模设备接入的挑战,Mesh网络可以利用其自组织和自愈能力来提高网络的稳定性和可靠性。例如,LoRa Mesh网络具有一定的自愈能力,可以在节点故障时自动重新配置网络。

  在Mesh组网中,合理设置切换带和漫游策略可以减少频繁切换的问题,提高用户体验。

  对于安全性问题,可以通过严格的密码管理、访问控制和加密措施来保护Mesh网络的安全。例如,在配置Mesh路由器时,确保新旧路由器的密码一致,以避免因密码不同而导致的连接问题。

  使用标准化的通信协议和适配层,如DLMS/COSEM协议,可以简化网络管理和维护。这些协议提供了无连接的通信配置,并且可以在不同物理层和MAC层之间进行接口。

  四、 AP组网在高吞吐量场景下的具体实现方式有哪些?

  在高吞吐量场景下,AP组网的具体实现方式包括以下几种:

  •   多AP协作:通过多AP协作技术,可以实现更高的系统吞吐量。例如,IEEE 802.11be工作组提出了基于AP协作的多小区多用户全双工MAC协议,通过协作组内的多AP协作,将协作组内的STA进行分组,统一分配信道资源,降低重叠区域内STA竞争冲突以及非重叠区域内STA的信道资源复用,从而提升系统的吞吐量。
  •   网格高吞吐量设置:在使用网格连接多个以太网局域网时,可以通过配置网格高吞吐量参数来提升网络性能。具体操作包括导航至“配置”>“AP组”,选择一个AP组,并在AP组中点击“Mesh”标签,展开“High Throughput”并根据参数进行配置。
  •   VHT(Very High Throughput)技术:VHT模式允许AP向多个STA同时传输多条流,通过波束赋形技术,每个STA能够成功提取自己的流,从而更有效地利用空间多样性。这种技术可以显著提高网络的吞吐量。
  •   Wi-Fi 7特性MLO(Multi-Link Operation) :Wi-Fi 7引入了MLO特性,允许设备同时连接同一AP的不同频段,从而大幅增加吞吐量。尽管该特性还在内测阶段,但其潜力巨大。
  •   Wi-Fi 6 AP:选择最新的Wi-Fi 6 AP可以在吞吐量和容量方面带来显著改善,建议在高吞吐量场景中优先考虑使用Wi-Fi 6 AP。

  五、 Mesh网络与AP组网的成本效益?

  评估Mesh网络与AP组网的成本效益需要从多个方面进行综合考虑,包括初始投资、长期运营成本、信号覆盖效果以及维护管理等。

  从初始投资来看,Mesh网络的设备通常价格较高,但随着技术的发展和普及,其成本正在逐渐降低。例如,蓝牙Mesh组网技术在初期投资方面虽然较高,但低功耗蓝牙(BLE Mesh)的应用可以进一步降低成本。此外,低成本Mesh自组网方案通过优化硬件选择和网络设计,实现了成本效益和通信性能的平衡。

  在长期运营成本方面,Mesh网络由于其高可靠性和灵活性,能够减少维护费用和升级费用。例如,中兴通讯为Viettel定制的Cloud Wi-Fi管理平台支持对ONU网关和Mesh AP进行远程管理和故障诊断,减少了运维人员上门服务的次数,从而降低了现网运维成本。

  信号覆盖效果是评估Mesh网络的重要指标之一。Mesh网络能够改善信号覆盖能力,特别是在复杂的环境中,每个节点都与其他节点直接连接,提高了网络的整体覆盖范围和稳定性。相比之下,AP组网虽然减少了布线费用和工作量,但在信号覆盖上可能不如Mesh网络全面。

  Mesh网络在初期投资较高,但长期来看具有更好的成本效益和信号覆盖效果;而AP组网则在初始布线成本上更具优势,但在复杂环境下的信号覆盖和维护管理上可能不如Mesh网络。

  六、 Mesh网络的安全性如何保证?

  Mesh网络的安全性可以通过多种方式来保证。首先,为了保障数据的安全传输,需要采用强大的加密算法和认证机制,如WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) 和802.11i。此外,还可以使用最新的加密技术,如WPA3.以进一步提高网络的安全性。

  在实际应用中,可以采用WPA2-PSK等加密方式,以及802.1X等认证方式来保障网络的安全性和稳定性。防火墙、身份认证、加密和入侵检测等网络安全防护技术也被用于保证网络安全运行。通过在Mesh骨干节点引入访问控制器,可以对要加入网络的节点进行安全认证,并对网络的运行状况进行监控。

  然而,由于Mesh网络的分布式和开放性特性,它容易受到诸如恶意攻击、数据包篡改、节点劫持等威胁。因此,还需要采取额外的防护措施来应对这些潜在的安全隐患。例如,在Black Hat Europe 2021大会上,安全专家们深入探讨了Wi-Fi Mesh网络的安全攻击面,并提出了加强Wi-Fi Mesh网络安全性的应对策略。

  Mesh网络的安全性可以通过采用先进的加密技术、认证机制以及综合性的网络安全防护措施来保证。

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