拓撲一詞源自幾何學，原意是指研究幾何圖形或空間在連續改變形狀后還能保持不變的一些性質的一個學科。它只考慮物體間的位置關系而不考慮它們的形狀和大小。而我們耳熟能詳的網絡拓撲，則描述的是網絡中不同節點之間如何相互連接和通信。
現代網絡由許多不同類型的設備組成，比如路由器、智能手機、藍牙耳機和智能燈泡等，網絡上的每個設備都被稱為“節點”。
選擇合適的網絡布局對于系統的高效運行至關重要。對于無線網絡，這是高度相關的，因為它與延遲、功率、速度和冗余等因素息息相關。
簡單的網絡拓撲
目前業界存在多種不同網絡拓撲，每種拓撲都具有不同的優點和缺點。
最簡單的網絡是點對點的，它能在兩個節點之間建立單一網絡連接。實際上，除了某些關鍵或特殊應用之外，現在已經很少有使用這種單對單連接應用了。一個現代的示例是通過藍牙進行的即席(ad-hoc)連接，用于蘋果的Airdrop文件共享服務或者模型飛機等物品的遠程控制等。
在網絡增添更多節點的最簡單方法是使用菊花鏈接，它有兩種形式：線性和環形。線性菊花鏈是將第三個節點連接到現有節點之一，第四個節點連接到第三個節點，依此類推。這種方法便于網絡中節點的加入，但隨著添加更多的節點，延時和低容錯對網絡的穩定可靠將造成極大挑戰。在環形網絡中，第三個節點同時連接到兩個現有的節點，每個其他節點添加在兩個現有節點之間，以創建環路。每個節點恰好連接到另外兩個節點。數據在一個方向或兩個方向上圍繞環形傳輸，每個節點檢查數據并對其進行操作，或者重新傳輸直到它到達目的地。菊花鏈可用于為連接設備(比如智能燈泡)創建網絡，但對于大多數用例，都有其它更好的解決方案。
用于擴大規模的解決方案
▶一旦我們向網絡增添了大量的節點，點對點和菊花鏈就變得效率低下。如果位于1,000個節點環形的兩側的兩個節點想要通信，那么它們的數據必須首先通過500個其他節點。菊花鏈也容易出現錯誤，因為單個故障節點可能會導致大量中斷，甚至在最壞的情況下會導致消息根本無法通過。
▶在總線拓撲中，我們將所有的設備連接到中央主干(稱為總線)，這類似于線性拓撲，但是具有帶著多個單一分支的單一線路。這是有線網絡中的常見拓撲，RS232/485、CAN通信均屬于這一類型，但在無線世界中沒有任何真正類似的拓撲。
▶雖然了解上述這些拓撲非常重要，但在現代無線生態系統中，這些拓撲均不常見。現在，我們將去了解無線網絡中常見的架構。
無線網絡的星形拓撲
▶目前對無線網絡最有用的拓撲是星形拓撲，其中，每個節點都連接到一個中心集線器，該集線器將數據分發到任何需要到達的位置。最明顯的示例是家庭網絡，所有節點(電話、打印機、平板電腦等)都連接到無線接入點(集線器)，這通常既是本地網絡的路由器，也是到互聯網的橋梁。星形網絡非常適合同時無縫連接有線和無線節點。這是實現無線網絡的一種簡單方法，但它存在兩個主要難題。一時處于系統中心的集線器是單一故障點。如果集線器發生故障，整個網絡將不再存在，導致設備根本無法通信。此外，星形拓撲中的設備均必須位于集線器的一定距離內。
▶為了增加彈性，以及通信范圍，我們需要更聰明的點子。
Mesh網絡
▶Mesh網絡有兩種類型，完整的和部分的。在完整的Mesh網絡中，每個節點直接連接到每個其他節點，這對彈性很有幫助，但無法增加通信范圍。這種網絡僅僅在必須實現100％冗余的軍事網絡等應用中實現。另一方面，部分Mesh網絡的每個節點都連接到一個或多個其他節點，連接到多個其他節點增加了彈性，因為沒有了單點傳輸失敗。同時，它還擴大了有效通信范圍，因為節點A可能與節點C不在直接通信范圍內，但是消息可以通過節點B來傳輸。
▶Mesh網絡是物聯網中的最大發展領域，理論上允許無限的設備跨越無限的距離來連接。使用Mesh網絡，具有彈性的智能家居、智能企業和智能城市成為現實。
混合網絡
▶如今，使用單一網絡拓撲的示例實際上越來越少。大多數網絡都是結合了一種或多種不同的拓撲結構的混合體。
▶樹形網絡是在一個總線網絡上將多個星形網絡連接在一起。當存在多個節點集群(例如在WAN網絡中)時，通常會使用此種方法。在這種情況下，每個節點連接到路由器以形成星形網絡，然后將各個路由器連接在一起，在它們之間創建總線連接。這也可以通過雪片(Snowflake)網絡完成，該網絡將多個星形網絡連接到單一中心節點，有如星形的星星(Star of Stars)。
▶互聯網是終級的混合網絡，它包括許多每種類型的單獨網絡，其中，總線、星形、環形和Mesh網絡都組合在一起。
標準化
加快Mesh網絡部署的關鍵是標準化。由于目前Mesh領域中的參與廠商急于通過業界對Mesh網絡的需求來獲利，很多都定義了自家的Mesh組網標準，盡管我們可能會看到市場上存在一個實施標準，但是，許多不同的標準也會在這個細分市場中共存。
目前的智能家居可能存在來自一家供應商的Mesh網絡燈泡和來自其他供應商的加熱控制Mesh網絡，這兩個網絡都連接到常規的星形網絡，允許用戶通過智能手機來控制它們。顯然，這種方案是低效的，從長遠來看對大家都沒有好處。
業界的主要目標是建立標準的Mesh網絡，所有的節點，無論是智能手機、筆記本電腦、燈泡還是傳感器，都可以加入其中。在這個目標實現之前還有一段路要走，不過，如果一旦實現，物聯網將能夠發揮真正的潛力。
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