在去年的初夏，我写了一篇博文，分享了一下我家的网络搭建方案。说来惭愧，本来这篇文章应该是在上篇博文之后不久就写出来的，结果因为各种事儿（懒）一直拖到了现在。
那为什么要写 Mesh 呢？上次文章在朋友圈中嘚瑟后，没多久被某大神点评了下，并建议了解下 Mesh。
还别说，这一块之前真的没有怎么了解过，Google 一番后发现这个其实就是网状网络，有着悠久的历史，并且应该是在某本教科书上还出现过它的身影。
其中 (e)网状拓扑结构 应该说的就是它。
然后我竟无意间发现，家中的主路由器——华硕 AC88u，竟然支持 Mesh 的网络搭建，华硕官方称之为 AiMesh。既然这东西就在身边，那我就顺藤摸瓜看看这究竟是个什么高科技。
先了解下 Mesh 是什么
定义直接从维基百科上抠出来吧。
网状网络（英文：Mesh Network）是一种在网络节点间透过动态路由的方式来进行资料与控制指令的传送。这种网络可以保持每个节点间的连线完整，当网络拓扑中有某节点失效或无法服务时，这种架构允许使用“跳跃”的方式形成新的路由后将讯息送达传输目的地。
简单点来说，就是一种拓扑结构，而现在常见的无线 Mesh 具有高性价比（因为节点间可以通过无线互连，减少了对有线的依赖），可拓展性强（添加设备简单配置即可），部署快捷（同样是因为无线互连，比较方便），应用场景广（除了常见的人员密集场所，甚至可以用到轨道交通中），和高可靠性（Mesh 中各 AP 之间是全连接，有一个挂掉了可以自动连接到别的 AP）的优点。
下图是一个比较简单的 Mesh 网络。
这个网络中有多个 Mesh AP，负责接入服务还有 Mesh 服务，中间还有个负责 Mesh AP 和 AC 之间通信的 Mesh Portal Point，如果 Mesh AP 多的话，可能还需要加一个负责补充 Mesh AP 的 Mesh Point，它只负责和 Mesh AP 之间通信，不直接和客户端通信。
自我修复
上述提到的众多优点中，高可靠性是 Mesh 网络中比较重要的一个特性。
我们现在常见的网络拓扑结构中，大多数在出现单点故障时，都会影响网络的稳定性，例如树状拓扑结构：
上图中左侧的路由器故障使得下游的 AP 断连，从而导致客户端设备无法正常访问网络了。那么同样的问题对于 Mesh 网络是怎么处理的呢？我们还拿上面的 Mesh 网络拓扑图来展示：
我们假设中间的 MPP 设备出现了故障，那么这个网络依然能够保持可用性。其实，如果在显示网络环境中，出现了比图示更严重的故障，导致后方的设备也掉线了，那么基于 Mesh Wi-Fi的自我修复，则可预防网络环境瘫痪的情境发生。其实就是运用 Mesh Wi-Fi 网状网络中每个接入点都能相互联机、沟通的特性。当网络中的某个节点故障时，Mesh Wi-Fi网络会绕过故障节点，让功能正常的节点相互连结、运作，并且同时自动寻找封包传输时的最佳路径，保持网络内的联机沟通都能正常运作。
无线漫游
Mesh 网络有了自我修复的特性，能够保证网络的高可靠性，除此之外，我其实更关心的是它的无线漫游特性。
上篇博文我提到了我家因为有个非常长的走廊，导致需要两个无线路由器才可以勉强覆盖到生活和休息区。两个无线 AP 就会导致设备如果从一个屋子移动到另一个屋的时候，会有一次信号源的切换，然后就会断一下网，通常浏览网页，聊天等不需要一直保持连接的操作，不会有特别大的感受，但是当在屋子里边走边语音，视频，玩游戏的时候，就会感受特别明显，肯定要断线重连。
这就很不爽啊，那么无线漫游正好能解决这样的问题。
所谓无线漫游，是指设备信号从一个 AP 切换到另一个 AP 的时候所需的时间控制在毫秒级，且能通过 AC 保证无需重连。
一般在设备切换信号源之前，通过 802.11k – Neighbor Report 标准，收集邻近的 AP 信息列表，然后信号弱的时候可以自动挑选 AP 切换过去，同时还需要通过 802.11v – Wireless network management 标准，保证挑选到的 AP 是信号良好的，另外，在切换之前，设备也会利用 802.11r – Fast Transition Roaming 标准，使用一种名为“快速基本服务设置转换 (FT)”的功能更快地进行鉴定。FT 适用于预共享密钥 (PSK) 和 802.1X 鉴定方法。利用上述三个标准，可以保证在进行信号切换的时候，基本无痛无感。
苹果大大有一篇 《在 iOS 上通过 802.11k、802.11r 和 802.11v 实现 Wi-Fi 网络漫游》，详细介绍了 iOS 设备在这三个标准下的工作原理，感兴趣的同学可以看看。
Mesh 改造
因为 Mesh 属于一个网络结构，并不是一个标准，所以想要组建 Mesh 网络还需要一整套同一厂商的设备，例如家用的华硕的 AiMesh，Linksys 的 Mesh 路由，以及各种大厂提供的一整套商用解决方案。
拿我们家的网络情况来举例子，下图是原来的网络拓扑图
还有我们家原来的路由器摆放位置
因为次卧的设备接入的是有线，并没有设立 AP，所以从客厅到主卧的途中会有那么一点是“客厅不爱，主卧不管”的位置。而这个位置，正好是在次卧的飘窗附近，这里又正好是我的书桌。
房屋的结构肯定没法动了，AP 的位置也不可能有大的变化，因为弱电强电的接口已经留好了，那么我就需要在次卧加个 AP。
三个 AP 要是没有漫游那就可有的受了，既然主路由支持 AiMesh，那就全都换成华硕的路由器不就行了。于是我把次卧的斐讯 K3 换成了华硕 AC86u，负责主卧和阳台的无线覆盖，次卧新购一台华硕的 Blue Cave，不大，放在桌面上也挺好看，负责次卧书桌（因为靠近窗户，楼下以及路对面的公交车站也有无线信号）的无线覆盖。
接下来就是调整 AP 的接入了，基于 Mesh 的网络拓扑图就成了如下图所示
AC88u 作为主路由，接入外网，然后通过交换机和两个副路由进行 LAN to WAN 的有线连接，通过 AiMesh 实现有线回程，同时，这仨之间还可以通过 WiFi 实现无线回程，当有线出现问题的时候可以切换到无线保证稳定，尽管家用网络中这种情况基本不太可能发生。
因为华硕的 Mesh 是支持有线回程的，对于双频路由器来说，有线比无线更加稳定可靠，因为无线需要有一个频段一直保持通讯，通常优先 5Ghz，虽说带宽方面基本够用，但在极端数据传输的情况下，仍然会有影响。
具体的效果因为没有专门进行数据分析，就不贴了，实际感受就是抱着 iPad 满屋跑和老爹老妈打着 FaceTime 也没有掉线，并且没有出现过信号不佳的情况了。
Mesh 更广泛的作用
从上面提到的特性来看，Mesh 非常适合在覆盖面积大，网络质量要求高的环境下使用，那么常见的学校，医院等人口密集场所，甚至是港口，轨道交通等需要高可靠性网络的地方，都可以使用。
例如 H3C 所提供的地铁无线 Mesh 部署方案
地铁是现代城市里不可缺少的交通工具。在一个地铁系统里，控制信息和多媒体信息需要实时的传递给快速移动的列车，从而有效的控制列车的运行，并且为乘客提供多种网络服务。
如下图所示，一个地铁无线 Mesh 网络里，车载 MP 和轨旁 MP 均采用 Fit MP，受 AC 集中管理，多个轨道 MP 沿轨道进行部署。车载 MP 不停扫描新的轨旁 MP，并选择信号质量最好的两个轨旁 MP 与之建立 Mesh 连接，主 Mesh 连接用于车载 MP 与轨旁有线网络之间的数据传输，从连接用于 Mesh 连接的切换备份。
还例如美军已经使用无线网状网络去连接在战场上的军用电脑，这可以让军队知道每一个军人的位置，这样就可以加强军队协同行动的能力。
那么在城市建设中，安装可以接入 Mesh 网络的电子水表或电表，利用这些水表或电表可以一个接着一个传送他们的读数到水电公司，如此就不需要额外抄表人员或是另外安装电缆线传送数据。
利用 Mesh 这种强大的拓展性，还可以脑洞更多应用场景，随着无线设备的功能提升，给用户带来的体验性上的提升也会越来越高。
结尾
可能有人会说，搞这么多路由器或者专门买一套网络设备组建 Mesh 真的有必要么？
一个好的技术，或者说产品，是应该让你不用再去为之而操心，正所谓“真正的科技是让你感受不到科技的存在”，那么从这一点来讲，一些小的投入所带来的体验上的巨大提升就是值得的。
不过对于这些技术的选型其实都是因人而异的，那么从我家里的情况来看，目前这个还是挺适合我的，挑选一个适合自己的解决方案也是很重要的。
接下来的，直接干就完了。
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