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Cos'è una rete mesh e come funziona

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cosa è una rete mesh
Internet
Tipologia di rete peer-to-peer, non utilizza l'architettura client-server. In questo modo i dati viaggiano di nodo in nodo senza essere archiviati in un unico luogo

Una rete mesh (rete a maglie in italiano) è una topologia di network che basa il suo funzionamento sulla distribuzione delle risorse e dei contenuti anziché sul loro accentramento. Si tratta, infatti, di una rete peer-to-peer di media estensione, nella quale tutti i nodi che ne fanno parte partecipano alla diffusione dei pacchetti dati e delle informazioni e, di conseguenza, anche all'archiviazione distribuita, e spesso anche ridondata, dei contenuti stessi. In questo modo si viene a creare una fitta maglia di nodi interconnessi che garantisce il funzionamento, potenzialmente "perenne", della rete stessa.

Nella rete mesh, infatti, non c'è un ordine gerarchico ben definito e tutti i nodi svolgono contemporaneamente sia il ruolo di server sia di client. In questo modo, anche se un nodo dovesse smettere di funzionare improvvisamente, la rete continuerà a rispondere senza problemi. Gli algoritmi e i protocolli che gestiscono il flusso di pacchetti, infatti, troveranno un percorso alternativo per recapitare il loro messaggio, garantendo che il flusso informativo possa continuare senza intoppi.

Come funzionano le reti mesh

 

comefunziona una rete mesh

 

La trasmissione dei pacchetti dati nelle reti mesh può seguire due differenti strade: il flooding o il routing. Nel primo caso, il pacchetto dati viene inviato indistintamente a tutti i nodi della rete, sino a raggiungere il "legittimo" destinatario della comunicazione. Pur rappresentando una tecnica molto affidabile, è allo stesso tempo poco efficiente. Il motivo è che in questo modello di trasmissione dei dati tutti i nodi della rete si trovano impegnati nell'invio dello stesso flusso dati, sprecando così risorse preziose (come la banda di comunicazione oppure le risorse di calcolo delle singole CPU).

Le reti mesh con routing, invece, garantiscono un miglior equilibrio tra efficienza e affidabilità. I pacchetti dati, infatti, seguiranno solamente un percorso tra le decine disponibili (o centinaia, a seconda dell'ampiezza del network "a maglie"), scegliendo preventivamente la strada più corta. Una rete mesh di questo tipo, dunque, dovrà mappare costantemente la topologia (ovvero la posizione relativa) dei nodi, così da verificare quali siano quelli attivi e calcolare automaticamente il percorso più breve che colleghi i due nodi che necessitano di comunicare. Un compito svolto dal protocollo IEEE 802.11aq, detto anche Shortest Path Bridging.

Le reti mesh wireless

 

reti mesh wireless

 

Anche se è possibile trovarne alcune realizzate con cavi Ethernet o in fibra, le reti mesh sono solitamente utilizzate per garantire connettività wireless anche senza Internet. Il perché è presto detto: negli ultimi 15-20 anni il costo e le dimensioni delle attrezzature di telecomunicazione radio sono notevolmente calati, consentendo anche a privati cittadini di realizzare la loro rete mesh per comunicare e scambiare informazioni. Ciò permette di "comprimere" più antenne in un unico nodo mesh e garantire una grande modularità. Ogni modulo comunicativo può così gestire il flusso dati sia in ingresso sia in uscita, lavorando su diverse bande di frequenza.

Le reti mesh wireless si compongono di client, router e gateway. Il primo gruppo è composto da smartphone, cellulari e laptop collegati alla rete stessa, mentre i router si occupano di "controllare" il traffico e indirizzare i pacchetti verso i nodi destinatari sfruttando le funzionalità dei gateway. Nel caso in cui questi ultimi abbiano accesso a Internet, la rete mesh consentirà ai vari client di accedere anche alla Rete mondiale. Al contrario saremmo in presenza di una rete "chiusa" (spesso per esigenze di sicurezza e/o segretezza) senza connettività da e per Internet.

Applicazioni delle reti mesh

 

reti mesh tor

 

Inizialmente nate con lo scopo di garantire le comunicazioni di diverse unità militari operanti su terreni impervi, oggi le reti mesh possono essere utilizzate per le operazioni più svariate. La rete dei contatori elettrici di ultima generazione, ad esempio, fa affidamento a questa architettura per comunicare con gli uffici centrali e recapitare automaticamente i dati di consumo per l'emissione della bolletta. I laptop dell'iniziativa One laptop per child, invece, sfruttano le reti mesh per consentire lo scambio di dati e file anche in assenza di connessione Internet. TOR, infine, può essere considerato alla stregua di una rete mesh di grande ampiezza (ottenuta per mezzo di un sistema VPN), capace di coprire anche l'intera superficie del globo terrestre.

Per quanto riguarda GoTenna si parla di una piccola antenna mobile che opera sulle frequenze UHF (Ultra High Frequency) e pensata sia per gli escursionisti ma anche per portare connettività nelle regioni colpite dal digital divide. Grazie a goTenna, anche se ci si trova in aree non coperte da segnale cellulare, si potrà comunicare con altri utenti e riuscire anche a inviare messaggi ai propri amici. Grazie all'app proprietaria, infatti, si entrerà a far parte della rete mesh goTenna e si potranno scambiare sia messaggi testuali sia messaggi vocali direttamente da cellulare a cellulare, passando eventualmente per altri cellulari, senza l'intermediazione e quindi anche in assenza della copertura dei servizi di una rete mobile. La copertura del segnale assicurata da questa rete va da 1,6 chilometri nelle zone particolarmente impervie sino a 5 chilometri in aree senza la presenza di barriere naturali o architettoniche.

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