मेश नेटवर्क टोपोलॉजी समझें: होम नेटवर्किंग का भविष्य

कंप्यूटर नेटवर्क बनाने के कई अलग-अलग तरीके हैं। मेश नेटवर्क टोपोलॉजी धीरे-धीरे होम नेटवर्क के लिए नया स्वर्ण मानक बन रही है, लेकिन "मेश टोपोलॉजी" होने का क्या मतलब है?

हम आपको नेटवर्क टोपोलॉजी के बारे में जानने योग्य सबसे महत्वपूर्ण बातें बताएंगे, मेश तकनीक क्यों अनोखी है, और यह इतनी लोकप्रिय क्यों हो रही है।

"टोपोलॉजी" का क्या अर्थ है?

टोपोलॉजी इस बात को संदर्भित करती है कि चीजें एक-दूसरे के संबंध में कैसे व्यवस्थित हैं। उदाहरण के लिए, किसी क्षेत्र का टोपोलॉजिकल मैप विस्तृत नेविगेशन के लिए ज्यादा उपयोग नहीं किया जाता, लेकिन यह रुचि के बिंदुओं की "बड़ी तस्वीर" व्यवस्था दिखाता है।

कंप्यूटर विज्ञान और नेटवर्क के संदर्भ में, टोपोलॉजी इस बात को संदर्भित करती है कि नेटवर्क के तत्व एक साथ कैसे जुड़े हुए हैं। यह वर्णन करता है कि नेटवर्क पर कौन से नोड किसी अन्य नोड से गुजरे बिना सीधे संवाद कर सकते हैं।

नेटवर्क टोपोलॉजी के अन्य प्रकार

नेटवर्क टोपोलॉजी के पांच सामान्य प्रकार हैं, प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं।

Linear Bus Topology नेटवर्क में सभी नोड एक ही केबल से जुड़े होते हैं। इस केबल को "बैकबोन" कनेक्शन के रूप में जाना जाता है, जिसके इस मुख्य केबल के प्रत्येक छोर पर एक "टर्मिनेटर" होता है। डेटा एक समय में केवल एक दिशा में प्रवाहित होता है, जिसे "हाफ-डुप्लेक्स" सिस्टम के रूप में जाना जाता है।

यह एक सरल नेटवर्क सेटअप है जिसमें अधिक केबलिंग की आवश्यकता नहीं होती। हालांकि, बस टोपोलॉजी में कमजोरी यह है कि यदि बैकबोन केबल के साथ कुछ भी गलत होता है तो पूरा नेटवर्क काम करना बंद कर देता है। यह इंगित करना भी कठिन है कि नेटवर्क पर कौन सा डिवाइस समस्या पैदा कर रहा हो सकता है, जिससे समस्या निवारण समय लेने वाला हो जाता है।

Ring Topology नेटवर्क में प्रत्येक छोर पर टर्मिनेटर के साथ एक ही केबल नहीं होती। इसके बजाय, सभी नोड एक सर्कल में व्यवस्थित होते हैं, जिसमें प्रत्येक नोड के दोनों तरफ हमेशा एक और नोड होता है। लीनियर बस टोपोलॉजी नेटवर्क के विपरीत, रिंग टोपोलॉजी नेटवर्क फुल-डुप्लेक्स मोड में काम करते हैं ताकि डेटा एक साथ भेजा और प्राप्त किया जा सके। बस टोपोलॉजी की तरह, केबल में कोई भी खराबी पूरे नेटवर्क को ठप कर देती है।

Star Topology नेटवर्क आज होम नेटवर्क का सबसे आम प्रकार है। यहां, नेटवर्क में सभी नोड्स का एक केंद्रीय डिवाइस से सीधा कनेक्शन होता है। यह नेटवर्क स्विच, हब, या राउटर हो सकता है। सभी नेटवर्क ट्रैफिक इस प्राथमिक डिवाइस के माध्यम से प्रवाहित होता है।

इस टोपोलॉजी का एक नुकसान नेटवर्क कंजेशन की संभावना है और निश्चित रूप से, हब डिवाइस सिंगल पॉइंट ऑफ फेल्योर के रूप में। वायर्ड नेटवर्क में उपरोक्त नेटवर्क टोपोलॉजी की तुलना में बहुत अधिक केबलिंग की भी आवश्यकता होती है।

हालांकि, अधिकांश होम नेटवर्क में, यह एक गैर-मुद्दा है क्योंकि अधिकांश डिवाइस वाई-फाई का उपयोग करके वायरलेस राउटर से जुड़े होते हैं, ईथरनेट कुछ उपकरणों के लिए आरक्षित होता है।

Tree Topology (aka Expanded Star Topology, aka Hierarchical Topology) स्टार टोपोलॉजी नेटवर्क के विचार को लेता है और इसे ट्री-जैसी आर्किटेक्चर में विस्तारित करता है। उदाहरण के लिए, आपका होम राउटर आपके स्टार टोपोलॉजी का केंद्र है, लेकिन यह एक बड़े स्टार पर एक नोड है जिसमें एक स्थानीय राउटर है, जो एक और भी बड़े स्टार पर एक नोड है।

विभिन्न स्टार टोपोलॉजी नेटवर्क एक बैकबोन केबल से भी जुड़े हुए हैं, इसलिए ट्री टोपोलॉजी का "ट्रंक" एक लीनियर बस नेटवर्क है, और "शाखाएं" स्टार टोपोलॉजी नेटवर्क हैं।

मेश टोपोलॉजी को समझने के दौरान इन सामान्य नेटवर्क डिजाइनों को ध्यान में रखें।

एक मेश टोपोलॉजी नेटवर्क किन्हीं दो नोड्स के बीच सीधा कनेक्शन प्रदान करता है। बस या रिंग टोपोलॉजी के विपरीत, नेटवर्क ट्रैफिक को अपने गंतव्य तक पहुंचने के लिए नेटवर्क पर हर नोड से गुजरने की आवश्यकता नहीं होती। न ही नेटवर्क ट्रैफिक को स्टार टोपोलॉजी की तरह एक केंद्रीय हब से गुजरना पड़ता है। कोई भी दो नोड निजी तौर पर संवाद कर सकते हैं, बिना किसी संभावना के कि नेटवर्क पर कोई अन्य सुन सकता है।

यह फुल मेश नेटवर्क के लिए सही है, लेकिन मेश नेटवर्क टोपोलॉजी के दो प्रकार हैं, तो आइए पहले को संक्षेप में समझें।

फुल मेश टोपोलॉजी बनाम पार्शियल मेश टोपोलॉजी

मेश टोपोलॉजी के दो प्रकार हैं। Full Mesh नेटवर्क में, नेटवर्क पर हर नोड का हर दूसरे नोड के साथ पॉइंट-टू-पॉइंट कनेक्शन होता है। इसका मतलब है कि नेटवर्क पर दो नोड्स चाहे कहीं भी स्थित हों, उनके बीच एक सीधा वायर्ड या वायरलेस कनेक्शन होता है। इसके लिए सबसे जटिल वायरिंग की आवश्यकता होती है जिसमें प्रत्येक नोड जोड़े जाने पर कनेक्शन की संख्या तेजी से बढ़ती है।

एक Partial Mesh नेटवर्क का डिजाइन में वही मूल दर्शन है कि नेटवर्क पर नोड्स सीधे अन्य नोड्स से जुड़ते हैं, लेकिन हर नोड हर दूसरे नोड से जुड़ा नहीं होता। हर नोड कम से कम एक अन्य नोड से जुड़ा होता है, और अक्सर एक से अधिक, लेकिन पार्शियल मेश लगभग उतना जटिल नहीं होता।

मेश टोपोलॉजी के फायदे

फुल मेश नेटवर्क का मुख्य लाभ रिडंडेंट कनेक्शन है। यहां तक कि अगर किन्हीं नोड्स के बीच सीधा कनेक्शन विफल हो जाता है, तो वे किसी अन्य नेटवर्क नोड के माध्यम से रूटिंग करके हमेशा पार कर सकते हैं, भले ही यह उतना तेज न हो। और भी बेहतर, डिजाइन द्वारा यह इंगित करना आसान है कि गलती कहां है, इसलिए चीजों को ठीक करना अपेक्षाकृत आसान है।

उस अर्थ में, फुल मेश नेटवर्क इंटरनेट की तरह हैं, जहां डेटा ट्रांसमिशन के लिए कम से कम एक व्यवहार्य मार्ग हमेशा उपलब्ध होता है, भले ही बड़े नेटवर्क सेगमेंट डाउन हो जाएं। पार्शियल मेश नेटवर्क कम रिडंडेंसी प्रदान करते हैं, हालांकि नेटवर्क डिजाइनर सबसे महत्वपूर्ण नोड्स को सबसे अधिक कनेक्शन देकर रिडंडेंसी, लागत और जटिलता को संतुलित करने पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं।

रिडंडेंट होने के अलावा, मेश नेटवर्क का नेटवर्क प्रदर्शन के संबंध में एक महत्वपूर्ण लाभ है क्योंकि नोड्स सभी एक साथ डेटा भेज और प्राप्त कर सकते हैं, नेटवर्क के माध्यम से सबसे कुशल मार्ग चुन सकते हैं। इसका मतलब है स्मार्ट होम में IoT (Internet of Things) सेटअप के लिए विश्वसनीय, कम विलंबता नेटवर्किंग प्रदर्शन।

मेश नेटवर्क में असाधारण गोपनीयता होती है क्योंकि डेटा फुल मेश सिस्टम में नेटवर्क डिवाइस के बीच चलता है।

अंत में, मेश नेटवर्क में नेटवर्क प्रदर्शन या बैंडविड्थ को नकारात्मक रूप से प्रभावित किए बिना उत्कृष्ट स्केलेबिलिटी होती है। एक मेश नेटवर्क समय के साथ व्यवस्थित रूप से नए नोड्स जोड़कर और उन्हें निकटतम नोड्स (पार्शियल मेश) या अन्य सभी नोड्स (फुल मेश) में जोड़कर विकसित हो सकता है।

मेश टोपोलॉजी के नुकसान

मेश टोपोलॉजी के दो मुख्य नुकसान लागत और जटिलता हैं। पार्शियल मेश सेटअप इन मुद्दों को संतुलित करने में मदद करते हैं, लेकिन एक फुल-मेश, वायर्ड नेटवर्क मकड़ी के जाले की तरह कनेक्शन का होता है।

मेश नेटवर्क में अन्य नेटवर्क प्रकारों की तुलना में अधिक बिजली की खपत होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सभी नोड्स को डेटा के लिए रूटिंग पथ प्रदान करने के लिए सक्रिय और चालू होना चाहिए। किसी भी कारण से व्यक्तिगत नोड्स में समस्या विकसित होने पर उन्हें ठीक करने या बदलने के लिए एक महत्वपूर्ण रखरखाव बोझ भी होता है ताकि नेटवर्क प्रदर्शन बना रहे।

होम में वायरलेस मेश नेटवर्क

होम में उपयोग किए जाने वाले लोकल एरिया नेटवर्क (LAN) पारंपरिक रूप से स्टार टोपोलॉजी नेटवर्क रहे हैं। सभी डिवाइस एक केंद्रीय राउटर से जुड़ते हैं, चाहे वाई-फाई या ईथरनेट द्वारा। स्मार्ट डिवाइस और घरेलू उपकरणों के उदय के साथ पूरे घर में इंटरनेट कनेक्टिविटी की आवश्यकता बढ़ रही है।

एक केंद्रीकृत डिवाइस प्रदर्शन बॉटलनेक पैदा कर सकता है और रिपीटर्स या एक्सटेंडर्स का उपयोग किए बिना वायर्ड कनेक्शन और वायरलेस सिग्नल दोनों की पहुंच को सीमित कर सकता है। रिपीटर्स और एक्सटेंडर्स जटिल कॉन्फ़िगरेशन और बदतर नेटवर्क प्रदर्शन के साथ आते हैं, इसलिए वे पूरे होम नेटवर्किंग के लिए आदर्श समाधान नहीं हैं।

होम में मेश नेटवर्क राउटर पार्शियल मेश नेटवर्क का एक उदाहरण हैं या शायद हाइब्रिड टोपोलॉजी का एक प्रकार। सभी नोड्स हर नोड से जुड़े नहीं हैं। इसके बजाय, प्राथमिक नोड WAN (Wide Area Network) से जुड़ता है, जो आपके होम नेटवर्क से परे अधिक इंटरनेट को संदर्भित करने का एक और तरीका है।

वह प्राथमिक नोड लैपटॉप और स्मार्टफोन जैसे डिवाइस से सीधे जुड़ा होता है, लेकिन यह अन्य मेश नेटवर्क यूनिट्स के लिए समर्पित वायरलेस कनेक्शन भी सेट करता है। हर मेश राउटर सबसे अच्छी कनेक्शन गति और विश्वसनीयता के साथ अगली मेश यूनिट से जुड़ता है। वह कनेक्शन वाई-फाई पर या ईथरनेट "बैकहॉल" के माध्यम से हो सकता है, जहां एक हाई-स्पीड केबल कुछ मेश राउटर यूनिट्स को जोड़ता है।

जैसे-जैसे डिवाइस घर के चारों ओर घूमते हैं, वे निर्बाध रूप से मेश यूनिट्स के बीच हैंडऑफ होते हैं क्योंकि प्रत्येक इंटरनेट का रास्ता रिले करता है। क्लाइंट नोड्स जैसे स्मार्टफोन मेश के हिस्से के रूप में उपयोग नहीं किए जाते। कोई ट्रैफिक एक क्लाइंट डिवाइस से सीधे दूसरे तक रूट नहीं किया जाता। सभी ट्रैफिक निकटतम मेश राउटर नोड पर पास होता है। यदि आप प्रदर्शन या कवरेज में सुधार के लिए नेटवर्क का विस्तार करना चाहते हैं, तो अधिक मेश यूनिट्स जोड़ें।

जैसा कि आप देख सकते हैं, होम उपयोग के लिए "मेश" वायरलेस नेटवर्क वास्तविक मेश नेटवर्क के टेम्पलेट से बिल्कुल मेल नहीं खाते। इसके बजाय, यह कई स्टार-टोपोलॉजी नेटवर्क होने जैसा है जो समर्पित मेश सब-कनेक्शन के एक सेट द्वारा जुड़े हुए हैं।

फिर भी, यह सबसे उन्नत और निर्बाध होम नेटवर्क समाधान है। एक जिसे हम किसी को भी सुझा सकते हैं, बशर्ते आपका बजट इस नई तकनीक तक खिंच सके।