メッシュトポロジを効果的に理解する方法

2台以上のコンピューターを相互に通信させるのはそれほど難しいことではありませんが、時々そう感じることがあります。信頼性の高い接続を目指すなら、2台のデバイス間のポイントツーポイント接続がおそらく最善策でしょう。イーサネットケーブルで直接接続するか、専用のWi-Fiリンクを使用するといった具合です。しかし、マシンの数が増えると状況は複雑になり、古典的なメッシュトポロジーが堅実な選択肢として浮上します。これは基本的にデバイス間に複数の経路を持つもので、ネットワークの耐障害性を大幅に向上させることができます。特にダウンタイムを嫌う場合には有効です。

メッシュトポロジの理解と使用方法

簡単に言うと、メッシュトポロジーはデバイスを複数の経路で接続するため、1つの経路が切断されても、データは別の経路を見つけることができます。メッシュトポロジーには、大きく分けて完全接続メッシュ（すべてのデバイスが他のすべてのデバイスと通信する）と部分接続メッシュ（一部のデバイスが複数のリンクを持つ）の2種類があります。完全接続メッシュはネットワーク密度が非常に高くなりますが、それが最大の問題点でもあります。膨大な数のケーブル、ポート、そして設定が必要になるからです。部分接続メッシュはより実用的で、ネットワークをスパゲッティのように複雑化させることなく冗長性を追加できます。

メッシュトポロジーが本当に役立つ理由（そしていつ役立つのか）

• アクティビティが集中しているときにネットワークが詰まっていると感じる場合、メッシュネットワークは複数のデータ送信ルートを提供することで、帯域幅を拡張できます。これにより、ネットワークは渋滞する一本道ではなく、高速道路のような感覚になります。
• ケーブルが切れたり、デバイスがオフラインになったりしてもネットワークを継続する必要がある場合に最適です。冗長ルートは、中断を最小限に抑えます。まるで、手動でルートを変更することなく迂回ルートを利用できるようなものです。
• さらに、デバイスの追加や削除も大きな手間はかかりません。ネットワークは即座に適応します。ただし、ダウンタイムを避けたい場合は特に、初期設定にある程度の準備が必要になる場合があります。

設定によっては、ネットワークが変更を認識するまでに少し時間がかかることがあります。例えば、デバイスを接続してそれが認識されるまで待つような場合です。これは特に、スイッチやルーターが動的ルーティングプロトコルを適切に処理できるように設定されていない場合に顕著です。

メッシュネットワークの設定方法（実践編）

• まず、フルメッシュが本当に必要なのか、それとも部分メッシュで十分なのかを判断します。フルメッシュとは、すべてのデバイスが互いに専用の接続を必要とすることを意味します。つまり、多くのケーブルとポートが必要になります。部分メッシュは、一部のデバイスが他の少数のデバイスと接続するという考え方に基づいて構築されており、複雑さとコストを削減します。
• OSPFやBGPなどの動的ルーティングプロトコルをサポートするエンタープライズグレードのスイッチを使用してください。これらのスイッチを使用すると、ネットワークはリンク障害を自動的に検出し、トラフィックをリルートするため、管理者の手間はかかりません。Cisco、Juniper、Ubiquitiなどのマネージドスイッチやルーターのほとんどはこれらのプロトコルをサポートしており、WebインターフェースまたはCLIから設定できます。
• ネットワーク設定を調整し（設定 > ネットワーク > ルーティング（または同様のメニュー）で確認し、リンクステートプロトコルなどの機能を有効にします。例えば、Cisco IOSでは、以下のコマンドを実行します。

  router ospf 1 network 192.168.0.0 0.0.255.255 area 0

  これにより、デバイスはリンク状態について常に通信できるようになります。

• ケーブルまたはデバイスを1つ取り外して設定をテストしてください。ネットワークはシームレスにルートを切り替えるはずです。挿入時にログまたはダッシュボードのインジケーターを確認し、トラフィックが適切に再ルーティングされているかどうかを確認してください。通常は問題なく動作しますが、うまくいかない場合は設定を調整する必要がある場合もあります。

コストと複雑さに注意

メッシュネットワークは冗長性という点で魅力的に聞こえますが、各デバイスの配線を始めると、コストが膨大になる可能性があります。5台のデバイスを接続する場合、各デバイスに複数のポートが必要になり、大量のイーサネットケーブルが必要になります。すべてを接続するだけで少なくとも9本は必要になります。10台のデバイスならどうでしょう？途方もない話です。多くの場合、部分的なメッシュが最適な選択肢です。つまり、ネットワークを稼働させるのに十分な冗長性がありながら、ケーブルの煩雑さがないのです。

もう一つの悩みの種は、膨大なリンクの管理です。高度なネットワーク管理ツールを使っていないと、監視とトラブルシューティングが非常に面倒になります。さらに、冗長化とは障害ゼロを意味するわけではないことを忘れている人も多いです。インターネットへの接続だけが単一障害点となる場合もあります。

まとめ

適切なルーティングプロトコルを導入すれば、メッシュネットワークはほぼ自動的に修復され、自己修復機能と信頼性を備えています。通常、この構成は、日常的なデスクトップ環境ではなく、サーバー接続やルーター間リンクなどのバックエンド向けです。企業やデータセンター環境では、メッシュネットワークが最適な選択肢となることが多いですが、家庭用にはおそらく過剰な構成です。

まとめ

• メッシュ トポロジは冗長性と帯域幅を向上させるため、重要なセットアップや高可用性のセットアップに適しています。
• フルメッシュ = すべてのデバイスが相互に接続され、高価ですが非常に信頼性が高い。
• 部分メッシュは、ケーブルに溺れることなく、必要な場所に複数のリンクを配置できる、優れたバランスを提供します。
• リンクがダウンした場合の再ルーティングを自動化するには、OSPF や BGP などのルーティング プロトコルを使用します。

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