一、個人理解
區別自組網,5G和WiFi三者要抓住兩個關鍵點:移動、組網。
5G通信是移動通信的最新一代;1940年代美軍的手持對講機雖然可以移動,但是算不上網絡,后面的第一代移動通信蜂窩網絡才能算上網絡。
WiFi通信雖然也可以移動,但是WiFi的移動是無線通信的附加福利,WiFi本身是由局域網的無線版本。不考慮手機的話,WLAN下電腦、路由器及打印機等設備都是位置固定的。
自組網的特點是相互組網。5G連接基站,WiFi連接路由器,終端設備只是接入網絡,并不改變核心網絡。但是自組網下,設備既是終端,也是網絡關鍵節點。
二、自組網
5G無線網絡不是面向的局域網,一個基站下的各用戶可不是通過基站與其他用戶直接通信的,而是請求更遠處的服務器。
Wi-Fi呢,有時是與局域網下設備通信,互傳數據;有時又請求Internet上的服務。
自組網大多數時候是局域互相通信,但是沒有WLAN下的路由器中心節點(接入點,AP,Acess Point)。
2.1 WLAN替換方案猜想
其實自組網的場景,無人設備集群也好,小組組網作戰也好,是可以用路由器中繼的方式代替的:
路由器一個接一個,一個接一個,然后所有設備連接與自己最近的那個路由器。這就有點像路由器互聯組成總線。
但是這樣有很多問題:
1.有的路由器接入大量節點,有的路由器接入少量節點,如果要保證路由器接入節點數量一致,得控制路由器和節點的空間距離;
2.路由器數量隨著節點數量增加,假如4臺設備接1個路由器,40臺設備就得要10個路由器;
3.穩定性。工業網絡都得用環狀結構保障穩定性,路由器中繼組網,但凡一臺路由器斷了,以這臺路由器為切割,整個網絡就會分成兩瓣;
4.路由器數據傳輸壓力巨大。所有的設備都要走路由器組成的總線,總線傳輸壓力與設備數量正相關。
5.還有一個更為致命的,中繼模式機制,帶寬會折半(因為既要接收又要轉發)。
這樣來看,自組網是WLAN替代不了的,尤其必要性。
2.2 流量決定的拓撲結構
WiFi,5G的無線通信網絡流量就像下面這幅圖:
設備與路由器/基站的流量就是小道,基站/路由器與核心網(光纖)的流量就是大路。
當設備要使用Internet進行遠程上網時,必定要走大路。網絡拓撲大概率邊緣邊緣無線通信部分為星型(多條小道連接大路),并且中心節點和核心網通過光纖通信(多條大路連接高速路)。
自組網的無線通信網絡流量則像下面這幅圖:
具體是藍色線路描述的部分:
數據傳輸僅在局域進行,不會向更遠的地方請求服務。
mesh自組網就和上面這張圖很像,mesh不就是網格的意思嘛,太形象了:
2.3 ad hoc v.s mesh
同屬自組網,mesh自組網比ad hoc使用場景更多:
ad-hoc只搭建小規模自組網,往往就臨時的星型網絡,代替路由器支撐的WLAN;而mesh支持大規模自組網,真正的網狀結構。
三、星型網絡
3.1 網絡最初的樣子
其實星型網絡是網絡最初的樣貌,星型網絡上,兩點之間距離最短,只有2。但是,如果全世界的設備組成一個龐大的星型網絡,這個網絡中心的性能那該多大呀。
3.2 星型的意義
理論上來說,我們上網都是源節點與目標節點通信,請求服務,發送數據,中間的節點對任務本身而言都是不必要的。
要搞明白星型的意義,就要搞明白最初為什么要組網?怎樣才算組網?
組網最重要的是資源共享和協議約束,一個WLAN下各設備用相同頻段,整個Internet上各設備用相同網線,這時協議約束必不可少。星型網絡中心就能發揮這樣的作用,調控整個網絡的流量。
3.3 替代拓撲結構
Wi-Fi聯盟官網:
替代拓撲 | Wi-Fi Alliance
Wi-Fi聯盟把非傳統星型拓撲都叫做替代拓撲:
四種替代拓撲: