메쉬 토폴로지 설명: 메쉬 네트워크가 디바이스를 연결하는 방식

메쉬 토폴로지는 모든 노드가 네트워크 전반에 데이터를 라우팅하기 위해 협력하는 네트워킹 아키텍처입니다. 30년 전 군사 작전을 위해 처음 설계된 이 기술은 이제 현대 스마트 홈, HVAC 제어, 지능형 빌딩을 구동합니다.

아래는 메쉬 네트워킹을 구현한 Wi-Fi 제품입니다.

메쉬 토폴로지 작동 방식

많은 메쉬 시스템은 주문형 거리 벡터링(ad-hoc on-demand distance vectoring) 프로토콜을 사용합니다. 이 하이브리드 접근법은 필요할 때만 경로를 발견하는 반응형 라우팅과 엔드 노드나 리피터 같은 역할을 사전 정의하는 능동적 요소를 혼합합니다. 실제로는 노드가 소스이자 릴레이입니다.

모든 디바이스는 라우팅 테이블을 유지하며 여기에는 다음이 나열됩니다:

• 소스 식별자
• 목적지 식별자
• 소스 시퀀스 번호
• 목적지 시퀀스 번호
• 브로드캐스트 식별자
• Time-to-live (TTL)

이 테이블들은 노드를 액세스 포인트와 서로에게 안내하여 링크 실패 시 자가 치유 경로를 가능하게 합니다.

메쉬 네트워크는 라우팅(사전 정의된 경로 추종) 또는 플러딩(메시지가 TTL 만료까지 모든 노드에 브로드캐스트)으로 데이터를 전달할 수 있습니다. 라우팅은 경로의 지속적 발견과 업데이트를 요구하여 MAC 계층 오버헤드를 증가시키고 스타 토폴로지 대비 전체 처리량을 감소시킬 수 있습니다.

메쉬 네트워크의 이점

• 견고한 자가 치유 네트워크를 통한 높은 데이터 이동성.
• 배터리 구동 디바이스를 지원하는 전력 효율적 작동.
• ZigBee 라디오 같은 풍부한 저비용 하드웨어 옵션.
• 노드가 즉석에서 합류할 수 있어 최소 초기 연결 지연.

고려사항

• 조밀한 노드 배치 없이는 병목 위험. ZigBee는 홉당 약 30~50ft 지원.
• 대형 HVAC 시스템 등에서 단거리 링크는 추가 리피터 필요할 수 있음.

무선 메쉬 산업 표준

인기 있는 메쉬 프로토콜에는:

• ZigBee
• Z-Wave
• IEEE 802.15.4
• DASH7
• 6LoWPAN
• ANT
• One-Net
• MiWi
• WirelessHART
• Wibree

메쉬 대안

많은 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 솔루션은 엔드포인트가 중앙 게이트웨이에 직접 연결되는 스타 토폴로지를 선호합니다. 결정하기 전에 각 토폴로지의 귀사 구체적 유스케이스 적합성을 평가하세요.