Сети с ячеистой топологией (mesh) становятся все более популярными в домах пользователей. Они обеспечивают простую и удобную возможность расширения существующей сети WLAN. Однако механизм работы сети с ячеистой топологией остается для многих "белым пятном". В нашей статье мы хотим все прояснить.
Почти все производители в своих устройствах поддерживают создание сетей с ячеистой топологией. Google предлагает соответствующие точки доступа, ASUS - системы Lyra, Netgear - Orbi, Ubiquiti выпускает UniFi Mesh.
Принцип ячеистой топологии нельзя назвать новым или сложным. Два или более устройства легко встраиваются в одну mesh-сеть. Домашние пользователи тоже могут без проблем настроить данную топологию. Отметим, что сетчатая топология может быть реализована и через проводные подключения. Вариантов реализации сети с ячеистой топологией несколько, в рамках данной статьи мы рассмотрим экосистему Netgear Orbi.
Начнем с самого начала. Зачем нужны сети с ячеистой топологией? Как правило, типичная сеть WLAN состоит из одного центрального роутера, возможностей которого недостаточно для покрытия всех комнат или этажей дома. Что не позволяет, например, смотреть потоковое видео с планшета в любом месте дома. Здесь и помогают ячеистые сети, сателлиты в такой сети, по сути, являются повторителями или репитерами.
Netgear для связи центрального роутера и сателлитов использует отдельный беспроводной канал 5 ГГц. Теоретическая пропускная способность составляет 1,7 Гбит/с или 866 Мбит/с, в зависимости от модели. Преимущество выделенного канала заключается в том, что он не отнимает пропускную способность от клиентской сети.
Если возможностей одного сателлита недостаточно, сеть можно расширить еще одним. В случае Netgear Orbi он тоже будет использовать выделенный канал. Оба сателлита будут подключаться к роутеру, прямого соединения между ними нет.
Таким же образом структуру сети можно расширять и дальше. Впрочем, для большинства квартир и домов двух сателлитов и центрального роутера будет вполне достаточно. И три этажа, например, можно покрыть достаточно эффективно. Но если требуется хорошее покрытие в зимнем саду или во дворе, то может потребоваться и третий сателлит.
Понятие сети с ячеистой топологией обычно подразумевает, что сателлиты могут связываться напрямую друг с другом. Впрочем, подобная децентрализованная структура в домашних условиях используется редко. Как правило, все потребительские mesh-системы от разных производителей требуют наличие центрального узла, то есть работают по топологии "звезда". Существуют, конечно, и "настоящие" стандарты Mesh WLAN, но вряд ли с ними столкнется обычный потребитель.
Центральный узел в mesh-сети необходим, например, чтобы распределять клиентов по отдельным сателлитам (Access Point Steering). То есть сам сателлит не может "сбросить" клиента на соседнее устройство, все выполняется центральным узлом. В некоторых случаях клиенты mesh-сети сами выполняют поиск точки доступа с наиболее сильным сигналом.
Таким образом, в домашних условиях в mesh-сети следует обеспечить подключение всех сателлитов к центральному роутеру. Что ограничивает масштабы данной сети топологией "звезда".
Хотя в будущем все может измениться. На профессиональном рынке используется стандарт 802.11s в составе спецификаций 802.11. Сателлиты 802.11s имеют намного большую независимость от центрального роутера. Mesh-роутинг в сети 802.11s выполняется на MAC-уровне и намного эффективнее, поскольку не задействует центральный узел. Также подключенные к сателлиту клиенты могут обмениваться между собой данными. Аппаратная поддержка 802.11s уже встроена во многие корпоративные продукты, но не в домашние решения.
Ячеистые системы с автоматической конфигурацией
Многие пользователи не хотели бы углубляться в тему функционирования сетевого оборудования. Они предпочитают автоматическую настройку. Поэтому большинство mesh-систем умеют самостоятельно распознавать инфраструктуру и настраиваться под нее. Что верно и для линейки Netgear Orbi с выделенным каналом связи.
После включения роутера и, по крайней мере, одного сателлита, они автоматически свяжутся друг с другом. Но синхронизацию можно выполнить и вручную - устройства Netgear Orbi предусматривают соответствующую кнопку сзади. Впрочем, как правило, все выполняется автоматически.
Расширение ячеистой сети на примере уличной точки доступа
В летние месяцы многие пользователи наверняка не против проводить больше времени во дворе или в саду. WLAN роутера или mesh-сателлитов могут не добивать до уличной зоны. Кроме использования WLAN мобильными устройствами, сегодня все большую роль играют устройства умного дома, которые могут использоваться и в саду.
С помощью специального сателлита Orbi Outdoor, mesh-сеть Orbi можно расширить и до уличной среды. Также Orbi Outdoor можно использовать в качестве простого повторителя. Корпус Orbi Outdoor защищен от проникновения влаги по стандарту IP56, так что дождь подобному сателлиту не страшен. Площадь охвата WLAN составляет 175 м².
Сателлит Orbi Outdoor может работать в диапазоне температур от -20 to +50 °C. Жаркие месяцы и умеренная зима ему не помеха. Orbi Outdoor можно прикрепить к стене или установить на комплектную стойку.
Выделяющееся тепло от внутренних компонентов Netgear рассеивает с помощью радиатора на задней панели. Поскольку корпус герметично закрыт, других вариантов охлаждения попросту нет. Кнопки и разъемы тоже защищены в соответствие с сертификацией IP56.
Orbi Outdoor можно напрямую крепить к стене. Но в комплект поставки также входит и стойка, на которую можно установить устройство.
Без блока питания не обойтись, поскольку от аккумуляторов точка доступа долго не проживет. Блок питания тоже сертифицирован IP56. Netgear добавила соответствующую защиту штекера с тремя резиновыми кольцами, так что влага внутрь соединения не попадет.
Как и можно было ожидать от системы Orbi, у Orbi Outdoor есть подсветка, которую можно выключить. После включения она помогает узнать об успешном подключении к сети mesh. Netgear также позиционирует Orbi Outdoor в качестве активного уличного элемента подсветки. Например, можно подсветить садовую дорожку.
Что касается WLAN, Orbi Outdoor поддерживает выделенный канал на 1,7 Гбит/с. Вторая сеть 5 ГГц обеспечивает скорость до 866 Мбит/с, по сети 2,4 ГГц - до 400 Мбит/с. Как видим, спецификации вполне соответствуют другим сателлитам Orbi.
Настраивать mesh-конфигурацию на основе систем Netgear Orbi довольно просто. После подключения питания сателлиты автоматически синхронизируются с роутером и интегрируются в сеть.
Кроме того, каждую систему Orbi можно настраивать через приложение, доступное для iOS и Android. Впрочем, во многих случаях система Orbi Mesh будет настроена автоматически, без вмешательства пользователя. Как мы упомянули выше, синхронизация выполняется с помощью кнопок, ключи WLAN и названия сетей написаны снизу роутера. Наиболее важные настройки всей ячеистой сети и отдельных сателлитов можно внести через приложение.
Ячеистые сети обеспечивают хорошее покрытие и высокие скорости
Еще несколько лет назад сети WLAN можно было расширять только с помощью повторителей WLAN. С тех пор сети с ячеистой топологией продолжают набирать популярность. Все же далеко не каждый пользователь планирует и строит свою квартиру или дом "с нуля", поэтому проложить проводную сеть не всегда представляется возможным. Характерный пример - точка доступа устанавливается в коридоре, куда подходит кабель от провайдера. Но в спальне или кухне при этом сигнал может существенно ослабевать. Тем более в ситуациях, когда несколько устройств будут бороться за пропускную способность WLAN. А многим современным клиентам, таким как игровые приставки, телевизионные приставки, ноутбуки и смартфоны, требуется высокая скорость передачи.
В таких случаях спасением становится сеть с ячеистой топологией. В качестве примера мы установили роутер Netgear Orbi RBK50 в коридоре, после чего добавили в гостиную комнату сателлит. Он был отделен от центрального роутера стеной, расстояние составило 6 м. Также мы добавили во дворе дома Orbi Outdoor. Расстояние от роутера - 15 м, несколько стен. Наконец, в мансарде мы добавили сателлит RBK-20, сигнал до которого проходил через перекрытие и несколько стен. Для тестов выделенного канала мы подключались кабелем Ethernet к роутеру и сателлиту.
Диапазон 5 ГГц
Netgear Orbi
Диапазон 2,4 ГГц
Netgear Orbi
Современные клиенты WLAN требуют все большей пропускной способности, и сеть с ячеистой топологией может как раз решить данную проблему. Экосистема Netgear Orbi обладает достаточной гибкостью благодаря наличию множества моделей роутеров и сателлитов. Если нужно просто расширить WLAN, то достаточно подключить в свободную розетку компактный сателлит. Если на месте установки сателлита требуется проводная сеть Ethernet, то Netgear предлагает соответствующие клиенты, содержащие до четырех портов Ethernet. Конечно, при подключении Ethernet к клиенту пропускная способность определяется выделенным беспроводным каналом между сателлитом и роутером, так что на 1 Гбит/с рассчитывать вряд ли стоит.
Роутер RBK50 (тест) обеспечивает широкий набор функций и возможностей. Максимальная скорость WLAN дополняется четырьмя портами Ethernet на каждом сателлите. Но RBK50 нельзя назвать компактным, даже на книжной полке он не всегда уместится. Промежуточное решение - роутеры и сателлиты RBK40/30 (тест). Они чуть более компактны, но и пропускная способность у них меньше, как и число портов Ethernet. Самые маленькие сателлиты просто вставляются напрямую в розетку.
RBK20 (тест) можно назвать универсальным решением. На сателлитах доступны порты Ethernet, при этом и роутеры, и сателлиты достаточно компактные, чтобы разместить практически в любом месте дома или квартиры, не привлекая внимание. Сильной стороной систем Orbi является взаимная совместимость, можно комбинировать сателлиты разных систем, хотя при этом выделенный канал будет работать по принципу наименьшего множителя.
Построение ячеистой сети дает существенные преимущества в скорости по сравнению с центральным роутером, лучший охват и гибкие возможности расширения. Так что mesh-сети весьма интересны для домашних пользователей. На следующем этапе развития mesh-сетей сателлиты станут независимыми от центрального роутера.