Mesh Wifi là gì? Ưu nhược điểm của Mesh Wifi

Mesh wifi là gì?

Mesh Wifi (mạng lưới) là một mạng ngang hàng các AP, trong đó 1 AP kết nối trực tiếp với với Modem hoặc Router (gọi là Master AP) và các AP vệ tinh xung quanh được kết nối đến Master AP thông qua sóng không dây ở tần số 5Ghz để mở rộng vùng phủ sóng. Chúng đều là một phần của một mạng không dây duy nhất và có chung SSID và mật khẩu, không giống như các bộ định tuyến WiFi truyền thống.

Hình minh họa hệ thống Smart Mesh Networking

Trong Mesh, các nút định tuyến (nghĩa là các điểm truy cập tạo thành mạng) hoặc “các nút lưới” tạo thành xương sống của mạng (backbone network). Client kết nối với các Node và sử dụng backbone để liên lạc với nhau và với các nút trên internet. Mesh cho phép khách hàng tiếp cận các hệ thống khác bằng cách tạo một đường dẫn ‘nhảy’ (hop) giữa các nút.

Mạng Smart Mesh có nhiều lợi thế như:

• Khả năng tự phục hồi: khi một nút xảy ra sự cố, các nút còn lại sẽ tự chặn và định tuyến lại dữ liệu.
• Khả năng tự tổ chức: nếu có thêm một nút mới nó sẽ bị đồng hóa vào mạng.
• Khi AP Master gặp sự cố thì một trong các AP Member sẽ tự động chiếm quyền Master và giữ cho hệ thống Mesh tiếp tục hoạt động.

Trong mạng Mesh, tất cả lưu lượng truy cập qua các liên kết trong mạng lưới được mã hóa. Một cụm mật khẩu được chia sẻ giữa các nút để đảm bảo an toàn cho mỗi lượt truy cập. Khi được triển khai dưới dạng Mesh, các AP (Access Point) thành viên sẽ kết nối với Master AP thông qua kết nối Ethernet có dây (Root AP) hoặc thông qua kết nối không dây sử dụng băng tần 5 GHz (Mesh AP Member).

Một số thuật ngữ trong Smart Mesh.

Trước khi bạn bắt đầu triển khai mạng lưới thông minh của mình, chúng ta làm quen với một số các thuật ngữ sau được sử dụng trong tài liệu này để mô tả các mạng lưới không dây.

Thuật ngữ

Định nghĩa

Nút lưới (Node)

Một AP có tính năng Mesh được kích hoạt

Root AP (RAP)

Một node được kết nối với Master AP bằng giao diện Ethernet (có dây). Bản thân Master AP cũng là một Root AP

Master AP

Là AP kết nối ra ngoài Internet. Mọi cấu hình liên quan đến WLAN đều thực hiện trên AP này.

Mesh AP Member (MAP)

Một nút lưới giao tiếp với Master AP bằng giao diện không dây thông qua Root AP

Ethernet-Linked Mesh AP (eMAP)

eMAP là một nút lưới được kết nối với uplink AP thông qua cáp Ethernet có dây, thay vì không dây. Các nút eMAP được sử dụng để kết nối các phân đoạn LAN không dây với nhau.

Cây lưới (Mesh tree)

Mỗi Mesh AP có thể có chính xác một uplink tới Root AP hoặc Mesh AP khác, và mỗi Mesh AP cũng có thể kết nối với nhiều Mesh AP khác, dẫn đến cấu trúc liên kết giống như cây. Một Master AP có thể quản lý nhiều hơn một cây lưới. Ngoài ra số lượng cây lưới trên mỗi Master AP là không giới hạn. Ví dụ: mạng có thể bao gồm 1 cây lưới gồm 6 AP, 2 cây lưới 3 AP mỗi cái hoặc 3 cây lưới 2 AP mỗi cái.

Bước nhảy (hop)

Số kết nối không dây để đi từ Mesh AP tới Root AP. Ví dụ, nếu Root AP là uplink của Mesh AP 1, thì khoảng cách từ Mesh AP 1 tới Root AP là 1 bước nhảy. Tương tự nếu Mesh AP 1 là uplink của Mesh AP 2 thì khoảng cách từ Mesh AP 2 tới Root AP là 2 bước nhảy. Hệ thống Smart Mesh hỗ trợ tối đa 8 bước nhảy.

Cài đặt mạng Mesh

Mỗi hãng có cách cài đặt hệ thống Mesh của riêng mình, tuy nhiên trong hầu hết các cài đặt các Mesh AP cần được “mồi” trước khi triển khai. Đầu tiên, chúng được kết nối thủ công với Master AP qua Ethernet để nhận các tham số Mesh SSID và PSK, sau đó rút ra khỏi Ethernet và cài đặt tại vị trí mong muốn. Sau khi được cài đặt, các Mesh AP thực hiện khám phá mạng và liên kết với một Mesh AP khác (RAP, MAP hoặc eMAP) đang sử dụng cùng Mesh SSID.

Tuy nhiên một số hãng như Ruckus cung cấp tính năng Zero Touch Mesh cho phép các Mesh AP được cài đặt ở vị trí cố định tự động khám phá, kết nối tạo thành mạng lưới mà không cần mồi.

Các cấu trúc mạng Mesh

Mesh có thể được triển khai theo ba loại cấu trúc:

• Standard Topology
• Wireless Bridge Topology
• Hybrid Mesh Topology

Standard Topology

Hình minh họa hệ thống Standard Topology

Cấu trúc Standard Topology bao gồm Master AP và một số Root AP và Mesh AP. Trong cấu trúc liên kết này, Master AP và upstream router được kết nối với cùng một phân đoạn LAN có dây. Bạn có thể mở rộng phạm vi của mạng không dây bằng cách hình thành và kết nối nhiều cây lưới với phân đoạn LAN có dây. Trong cấu trúc liên kết này, tất cả các AP được kết nối với mạng LAN có dây được coi là “Root AP” và bất kỳ AP nào không được kết nối với mạng LAN có dây đều được coi là “Mesh AP”.

Wireless Bridge Topology

Hình minh họa hệ thống Wireless Bridge Topology

Nếu bạn cần kết nối các phân đoạn LAN ở xa nhau, bạn có thể thiết lập mạng lưới bằng cấu trúc Wireless Bridge Topology. Trong cấu trúc liên kết này, Master AP và upstream router nằm trên phân đoạn LAN có dây chính và một phân đoạn có dây khác ở xa cần được kết nối với phân đoạn LAN chính. Bạn có thể kết nối hai phân đoạn LAN có dây này bằng cách tạo liên kết lưới không dây giữa hai phân đoạn có dây, như trong hình bên trên.

Hybrid Mesh Topology

Cấu trúc thứ ba là Hybrid Mesh Topology.

Các Mesh AP được kết nối Ethernet (eMAP) cho phép mở rộng chức năng lưới không dây sang phân đoạn LAN có dây. EMAP là một loại lưới AP đặc biệt sử dụng liên kết Ethernet có dây làm uplink thay vì không dây. Một eMAP không được coi là Root AP, mặc dù thực tế là nó phát hiện ra Master AP thông qua cổng Ethernet của nó.

Nhiều eMAP có thể được kết nối với một Mesh AP đơn, ví dụ, kết nối một đoạn LAN có dây bên trong tòa nhà với một mạng không dây ngoài trời.

Khi thiết kế Mesh Network, việc kết nối eMAP với Mesh AP sẽ mở rộng mạng Smart Mesh mà không cần sử dụng bước nhảy không dây và có thể được đặt trên một kênh khác để tái sử dụng phổ.

Ưu nhược điểm của hệ thống Mesh

Ưu  điểm:

• Vị trí lắp đặt các AP linh động và dễ dàng
• Khả năng chịu tải tốt, ổn định, kết nối liền mạch nhờ chỉ sử dụng một SSID chung.
• Dễ dàng mở rộng hệ thống, phù hợp cho việc sử dụng các thiết bị dạng “smarthome”
• Giảm thiểu chi phí triển khai: các AP kết nối với nhau thông qua giao diện không dây nên không phải kéo dây mạng trực tiếp tới các AP

Nhược điểm

Nhược điểm lớn nhất của hệ thống wifi Mesh là chi phí đắt đỏ. Chỉ riêng các thiết bị được tích hợp công nghệ Mesh đã có giá thành rất cao, chưa kể việc để có một hệ thống kết nối liền lạc bạn sẽ phải đầu tư một số lượng kha khá thiết bị.

Ứng dụng hệ thống wifi Mesh

Mesh Wi-Fi thường được sử dụng trong các trung tâm thương mại, trung tâm mua sắm, sân bay, khách sạn hoặc văn phòng nhiều tầng, để cung cấp wifi một khu vực rộng lớn. Ngoài ra, ở các chuỗi cửa hàng, cafe đa phần đều sử dụng các thiết bị wifi này, bởi vì ngày nay , các hãng sản xuất ngoài việc tích hợp các sản phẩm đi cùng với công nghệ Mesh, họ còn tạo ra một hệ sinh thái dành cho các loại thiết bị này.

Tổng kết lại, nếu bạn có trang bị một hệ thống WiFi mesh thì mục đích chính là có kết nối mạng không dây tốt nhất trong ngôi nhà hoặc văn phòng của mình ở mọi ngóc ngách và đơn giản trong việc triển khai. Đây là công nghệ được dự báo sẽ phổ biến và được sử dụng rất rộng rãi trong tương lai, một giải pháp rất đáng quan tâm.

Một số hãng wifi có khả năng mesh wifi tốt nhất hiện nay như Wifi Cisco, Wifi Aruba, Wifi Ruckus, Wifi Cambium, Wifi Unifi, Wifi Grandstream