Pubblicato il 23 Aprile '25 10:14

Cos’è una rete mesh e come funziona

Le reti mesh (o “reti a maglie” in italiano) rappresentano una topologia di rete che si distingue per il suo approccio distribuito alle risorse e ai contenuti, in netta contrapposizione con i modelli che prevedono un accentramento. Si tratta di una rete peer-to-peer, tipicamente di media estensione, dove la peculiarità fondamentale risiede nel fatto che tutti i nodi che ne fanno parte partecipano attivamente alla diffusione dei pacchetti dati e delle informazioni. Questa partecipazione corale non si limita alla trasmissione, ma si estende anche all’archiviazione dei contenuti, la quale avviene in modo distribuito e, frequentemente, anche ridondato. Questo modello crea una fitta maglia di nodi interconnessi, la cui struttura intrinseca garantisce un funzionamento potenzialmente “perenne” della rete stessa.

Un aspetto cruciale delle reti mesh, che le differenzia marcatamente dall’architettura client-server, è l’assenza di un ordine gerarchico ben definito. In questo paradigma, ciascun nodo all’interno della rete svolge contemporaneamente sia il ruolo di server sia quello di client. Questa parità tra i nodi contribuisce in modo determinante alla resilienza della rete: anche se un nodo dovesse improvvisamente cessare di funzionare, la rete nel suo complesso è in grado di continuare a rispondere senza problemi. Questo è reso possibile da algoritmi e protocolli avanzati che gestiscono il flusso dei pacchetti dati; in caso di interruzione su un percorso, questi sistemi sono capaci di trovare automaticamente un percorso alternativo per recapitare il messaggio, assicurando così che il flusso informativo possa proseguire senza intoppi. I dati, infatti, viaggiano di nodo in nodo.

Come funzionano le reti mesh

La trasmissione dei pacchetti dati all’interno di una rete mesh può avvenire fondamentalmente seguendo due differenti strategie: il flooding o il routing.

Flooding: In questo approccio, il pacchetto dati viene inviato indistintamente a tutti i nodi della rete. Il pacchetto continua a essere inoltrato da ogni nodo ricevente fino a quando non raggiunge il suo “legittimo” destinatario. Sebbene il flooding sia descritto come una tecnica molto affidabile, il suo principale svantaggio risiede nella sua inefficienza. Il motivo è che, in questo modello, tutti i nodi della rete si trovano impegnati nell’invio dello stesso flusso dati. Questo comporta uno spreco di risorse preziose, quali la banda di comunicazione disponibile o le risorse di calcolo (CPU) dei singoli nodi.
Routing: Questo metodo rappresenta un approccio differente e mira a ottimizzare l’efficienza. Nelle reti mesh che utilizzano il routing, i pacchetti dati seguiranno un percorso specifico tra le molteplici strade possibili (che possono essere decine o centinaia, a seconda dell’ampiezza e della densità del network). La scelta del percorso non è casuale: viene preventivamente selezionata la strada più corta disponibile. Per poter implementare efficacemente il routing e garantire la scelta del percorso ottimale, una rete mesh di questo tipo deve essere in grado di mappare costantemente la topologia della rete. La topologia si riferisce alla posizione relativa dei nodi. Questa mappatura è essenziale così da verificare quali siano i nodi attivi in un dato momento e poter calcolare automaticamente il percorso più breve che connette i due nodi che devono comunicare. Un esempio di protocollo che svolge questo compito è l’IEEE 802.11aq, noto anche come Shortest Path Bridging. Il routing, rispetto al flooding, garantisce un miglior equilibrio tra efficienza e affidabilità.

Come funzionano le reti mesh wireless

Sebbene le reti mesh possano essere realizzate utilizzando cablaggi fisici come cavi Ethernet o in fibra, sono solitamente più diffuse e utilizzate per garantire connettività wireless. Una delle ragioni principali di questa preferenza per il wireless è la capacità di fornire connettività anche in assenza di accesso a Internet. Il boom delle reti mesh wireless negli ultimi 15-20 anni è stato fortemente influenzato dalla significativa riduzione dei costi e delle dimensioni delle attrezzature di telecomunicazione radio. Questa evoluzione tecnologica ha reso possibile anche a privati cittadini di realizzare la propria rete mesh per comunicare e scambiare informazioni. La miniaturizzazione e l’abbattimento dei costi hanno permesso di “comprimere” più antenne in un unico nodo mesh, conferendo al sistema una grande modularità. Ogni singolo modulo comunicativo è così capace di gestire il flusso dati sia in ingresso che in uscita, operando potenzialmente su diverse bande di frequenza.

Le reti mesh wireless sono tipicamente composte da diverse tipologie di componenti che cooperano tra loro:

Client: Questo gruppo include i dispositivi finali utilizzati dagli utenti, come smartphone, cellulari e laptop, che si collegano alla rete mesh per accedere alle informazioni o comunicare.
Router: I router nella rete mesh hanno il compito fondamentale di “controllare” il traffico dati. Sono responsabili di indirizzare i pacchetti verso i nodi destinatari corretti, sfruttando le funzionalità offerte dai gateway. In un sistema Wi-Fi mesh, i nodi stessi sono spesso router.
Gateway: I gateway giocano un ruolo cruciale, specialmente per la connettività esterna. Nel caso in cui uno o più gateway della rete mesh abbiano accesso alla rete Internet, l’intera rete mesh sarà in grado di consentire ai vari client di accedere anche alla Rete mondiale. Al contrario, se i gateway non dispongono di accesso a Internet, la rete risulterà essere una rete “chiusa”. Le reti chiuse sono spesso implementate per specifiche esigenze di sicurezza e/o segretezza, impedendo la connettività da e verso Internet.

Applicazioni delle reti mesh

Le applicazioni delle reti mesh sono molteplici e si sono evolute nel tempo. In origine, la tecnologia mesh nacque con l’obiettivo primario di garantire le comunicazioni tra diverse unità militari operanti su terreni impervi, dove le infrastrutture di comunicazione tradizionali potevano essere assenti o inaffidabili. Oggi, le reti mesh trovano impiego in operazioni molto più svariate:

I contatori elettrici di ultima generazione sono un esempio moderno di applicazione su larga scala. Fanno affidamento sull’architettura mesh per comunicare con gli uffici centrali e recapitare automaticamente i dati di consumo necessari per l’emissione della bolletta.
I laptop distribuiti nell’ambito dell’iniziativa “One Laptop per child” sfruttano le reti mesh per permettere lo scambio di dati e file tra dispositivi anche in completa assenza di connessione Internet.
Il progetto TOR (The Onion Router) può essere considerato alla stregua di una rete mesh di grande ampiezza. Utilizza un sistema basato su VPN per creare una rete che potenzialmente può coprire l’intera superficie del globo terrestre, offrendo anonimato e accesso a contenuti non altrimenti disponibili.
GoTenna è un esempio più specifico e concreto. Si tratta di una piccola antenna mobile che opera sulle frequenze UHF (Ultra High Frequency). È stata ideata per diversi utilizzi, rivolgendosi sia agli escursionisti in zone isolate sia come strumento per portare connettività in regioni colpite dal digital divide. Grazie a GoTenna, anche in aree non coperte da segnale cellulare, è possibile comunicare con altri utenti e inviare messaggi ai propri amici. Attraverso l’app proprietaria, l’utente entra a far parte della rete mesh GoTenna, potendo scambiare messaggi testuali e vocali direttamente da cellulare a cellulare. Questa comunicazione può avvenire passando eventualmente attraverso altri cellulari che fanno parte della stessa rete mesh, senza l’intermediazione e quindi anche in assenza della copertura dei servizi di una rete mobile tradizionale. La portata del segnale assicurata da questa rete può variare da 1,6 chilometri in zone particolarmente impervie (con barriere naturali o architettoniche) fino a 5 chilometri in aree più aperte.

Un’applicazione molto comune e di interesse crescente per gli utenti è la rete mesh applicata al Wi-Fi. Questa tecnologia mira a superare le limitazioni di copertura e stabilità delle reti Wi-Fi tradizionali basate su un singolo router. La tecnologia Mesh applicata alle reti Wi-Fi è considerata un’interessante innovazione.

La rete Wi-Fi di tipo mesh offre un vantaggio significativo in termini di copertura. La sua portata è molto maggiore rispetto a quella di un singolo router tradizionale. Questo incremento di portata è dovuto alla somma delle portate di ogni singolo nodo collegato alla rete. Immaginando la rete mesh Wi-Fi come un network di dispositivi interconnessi (i router Wi-Fi) che lavorano insieme, ogni dispositivo funziona contemporaneamente sia da router che da ripetitore, contribuendo a diffondere il segnale Internet su un’ampia zona. L’obiettivo è garantire una copertura Wi-Fi più ampia e uniforme rispetto ai router tradizionali.

Per usare termini ancora più semplici, una rete Mesh Wi-Fi è un tipo di rete locale (LAN) composta da più nodi che cooperano per trasmettere il segnale Wi-Fi in un’area più estesa. La differenza fondamentale rispetto ai semplici extender Wi-Fi (o ripetitori) è che i nodi router Mesh (e i satelliti Mesh) si combinano per formare una sola rete Wi-Fi. Questo significa che l’intera rete mesh viene vista come un’unica entità, spesso con un unico nome di rete (SSID).

In un network con tecnologia Mesh, ogni nodo wireless ha la capacità di comunicare direttamente sia con i dispositivi connessi (come smartphone, tablet, smart TV, ecc.) sia con altri nodi (chiamati anche satelliti) che fanno parte della stessa rete. Questa comunicazione diretta tra i nodi satelliti è un punto chiave di distinzione. Negli extender tradizionali, ciascun extender può comunicare solo con il router principale al quale è agganciato. Se si utilizzano più extender contemporaneamente in una rete tradizionale, essi non possono comunicare tra loro, ma solo con il router centrale. Al contrario, in una rete mesh, i singoli nodi della rete (che sono router) sono in grado di comunicare tra loro. La rete mesh è quindi descritta come una sorta di strato aggiuntivo alla rete tradizionale.

Questa capacità dei nodi mesh di comunicare tra loro e con i dispositivi connessi consente un roaming senza interruzioni tra i nodi. Man mano che un dispositivo (ad esempio uno smartphone) si sposta all’interno dell’area coperta dalla rete mesh, il segnale viene automaticamente reindirizzato mediante il nodo mesh più performante o più vicino al dispositivo, garantendo così prestazioni più efficaci e una connessione più stabile e uniforme.

Un sistema con tecnologia Mesh Wi-Fi è tipicamente composto da:

Un router Mesh: Questo è il nodo principale del sistema. Ha il compito di collegarsi fisicamente al modem dell’operatore (spesso via cavo Ethernet).
Più satelliti Mesh: Questi sono i nodi aggiuntivi che vengono distribuiti strategicamente nell’area da coprire. La loro funzione è quella di estendere il segnale Wi-Fi più in profondità nell’area di riferimento. La loro collocazione strategica nello spazio è fondamentale per creare la migliore copertura wireless possibile, fornendo una copertura adeguata in tutti gli ambienti.

Vantaggi della rete Mesh

I vantaggi derivanti dall’adozione di un sistema con tecnologia Mesh Wi-Fi, basati sulle fonti, sono numerosi e significativi:

Maggiore Copertura: Il network meshing è in grado di estendere il segnale Wi-Fi in aree molto più vaste rispetto a quanto possibile con un singolo router tradizionale. Questo porta a una maggiore copertura complessiva del segnale Wi-Fi.
Eliminazione delle Zone d’Ombra: Uno degli obiettivi principali è l’eliminazione delle “zone morte” o zone d’ombra, dove il segnale Wi-Fi è debole o assente. La presenza e la cooperazione dei nodi multipli garantiscono una connessione più affidabile in ogni angolo della casa o dell’area di riferimento.
Stabilità e Uniformità della Connessione: La rete mesh offre una connessione più stabile e uniforme. Come accennato, il segnale viene automaticamente reindirizzato verso il nodo più performante, garantendo un roaming senza interruzioni.
Scalabilità: La tecnologia Mesh è facilmente scalabile. È possibile aggiungere con facilità nuovi nodi mesh alla propria rete per ampliare ulteriormente la copertura in caso di necessità o per aumentare la capacità complessiva della rete.
Configurazione e Gestione Semplificate: I sistemi router Mesh e l’intero network possono essere facilmente configurati e personalizzati. Spesso la gestione avviene tramite app dedicate per smartphone o tablet, il che determina una maggiore immediatezza nell’accesso alle sue funzionalità. Anche la configurazione iniziale, sebbene possa sembrare complessa per alcuni, è spesso guidata e più vantaggiosa rispetto all’uso di più extender non comunicanti.
Resilienza ai Guasti: In caso di malfunzionamento di un singolo nodo Mesh, gli altri nodi della rete sono in grado di intervenire automaticamente. Questa cooperazione garantisce la continuità del servizio, in modo simile a quanto avviene nella topologia mesh generale descritta in precedenza.
Maggiore Flessibilità nel Posizionamento: Configurare una rete Wi-Fi mesh è più vantaggioso perché si ottiene una maggiore flessibilità nella collocazione dei router/nodi. Poiché comunicano tra loro, non è necessario che ogni nodo “veda” solo il router principale.
Efficienza del Segnale: Ogni router (nodo) in un sistema mesh è spesso dotato di più antenne e di elettronica sofisticata. Questo permette di smistare i segnali in modo efficiente e di concentrare la potenza del segnale dove serve maggiormente.
Differenza Chiave con Extender: Rispetto agli extender, la rete mesh crea una singola rete con un unico nome, mentre con gli extender si finisce spesso con diverse reti o segnali. La possibilità per più router (nodi mesh) di comunicare tra loro è un vantaggio decisivo rispetto agli extender che comunicano solo col router principale.

Svantaggi della rete Mesh

Nonostante i numerosi benefici, le reti Wi-Fi Mesh presentano anche alcuni svantaggi che è importante considerare:

Costo Superiore: Uno degli svantaggi più evidenti è il prezzo. Ogni router/nodo aggiuntivo ha un costo, e il totale della spesa è quasi sempre superiore rispetto a una configurazione che prevede un solo router tradizionale e uno o più extender.
Complessità di Configurazione: Le reti mesh, pur essendo facilitate da app, vanno configurate. Questo processo potrebbe non essere alla portata di tutti, soprattutto se confrontato con la (spesso) più semplice procedura di collegamento di un extender a un router esistente.
Potenziale Latenza Aggiuntiva: I dispositivi connessi alle reti Wi-Fi Mesh potrebbero teoricamente riscontrare una maggiore latenza. Questo potrebbe verificarsi se i dati devono essere trasmessi attraverso diversi nodi intermedi per raggiungere la loro destinazione o Internet. Tuttavia, nelle implementazioni moderne, queste latenze aggiuntive sono di norma impercettibili dall’utente finale.

Nonostante questi svantaggi, nella maggior parte dei casi, i benefici derivanti dall’implementazione di una rete mesh risultano essere superiori ai contro. Tuttavia, le fonti suggeriscono che la valutazione sulla convenienza vada fatta caso per caso, considerando le specifiche esigenze di copertura, budget e competenza tecnica dell’utente o dell’organizzazione.

In sintesi, la tecnologia mesh, nata in contesti militari e evoluta per molteplici applicazioni, si è affermata come una soluzione particolarmente efficace per migliorare la copertura e l’affidabilità delle reti wireless, in particolare del Wi-Fi domestico e aziendale. La sua architettura distribuita e la capacità dei nodi di cooperare e comunicare tra loro rappresentano un salto qualitativo rispetto ai sistemi tradizionali basati su un singolo punto di accesso o semplici ripetitori.