네트워크 토폴로지
노드(node)
- 서버, 라우터, 스위치 등의 네트워크 장치
링크(link)
- 유선, 무선
1. 토폴로지(Topology)
토폴로지는 통신망 구조라고도 하며 컴퓨터 네트워크의 요소(링크, 노드)들을 물리적으로 연결해 놓은 것, 연결 방식을 말한다.
네트워크 토폴로지는 컴퓨터나 장치 간의 연결 및 데이터 전송 방식을 결정하며, 네트워크의 안정성, 성능, 확장성 등에 영향을 준다.
네트워크를 설계할 때에는 토폴로지에 대해서 고민해야한다.
2. 토폴로지의 종류
토폴로지의 구성에 따라서 장점과 단점이 있으며, 이를 고려하여 상황에 맞고 구성해야한다.
2-1. 트리(계층형) 토폴로지(Tree Topology)
트리 형태로 배치한 네트워크 구성을 말한다.
특징
- 지역과 거리에 따라 연결하므로 통신선로의 총 경로가 가장 짧다.
- 접속되는 단말기의 숫자에 맞는 통신장비 이용이 가능하다.
- 멀티포인트 데이터 통신망이다.
장점
- 네트워크 관리가 쉽고, 확장이 편리하다.
- 노드의 추가, 삭제가 간단하다.
- 네트워크의 신뢰도가 높다.
단점
- 특정 노드에 트래픽이 집중되면 하위 노드에 영향을 끼치며, 속도가 떨어진다.
- 병목현상이 발생할 수 있다.
2-2. 버스(선형) 토폴로지(Bus Topology, Linear Topology)
버스 토폴로지는 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성이다. 근거리 통신망(LAN)에서 사용한다.
특징
-
모든 노드의 간선을 공유한다.
-
간선과 각 단말 장치와의 접속은 간단한 접속 장치를 붙이는 것으로 가능하다.
-
통신 부하가 대부분 단말 장치 측으로 분산되어 통신 시스템 전체의 효율성과 각 단말 과의 사이가 거의 비례 관계가 성립한다.
장점
- 설치비용이 적다.
- 구현이 간단하다.
단점
- 노드 수가 증가하면 충동 증가로 통신효율이 줄어든다.
- 문제가 발생한 곳을 찾기 어렵고 보스가 고장이 나면 전체가 다운된다.
- 스푸핑이 가능하다.
※. 스푸핑
LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련이 없는 다른 호스트에 가지 않도록하는 스위칭 기능을 마비시키거나, 속여 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것을 말한다.
2-3. 스타(성형) 토폴로지(Star Topology)
중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성이다.
특징
- 중앙집중식 구조이다.
- 중앙의 교환 장비가 데이터 경로를 개설하고 유도한다.
- 이용자의 스테이션은 중앙의 교환 장비에 점대점(point-to-point) 링크로 연결한다.
장점
- 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽다.
- 패킷의 충돌가능성이 적다.
- 확장과 관리가 편하다.
- 어떤 노드에 장애가 생겨도 쉽게 발견할 수 있다.
단점
- 노드 수가 증가하면 패킷 충돌이 급격히 증가하여 효율이 낮아진다.
- 중앙 노드(허브)가 고장나면 전체를 사용할 수 없다.
- 설치 비용이 고가이다.
2-4. 메시(망형) 토폴로지(Mesh Topology)
그물망처럼 연결되어 있는 구조를 띈다.
특징
- 네트워크상의 모든 노드를 상호연결한다.
- 통신선로의 총길이가 가장 길다(위의 이유로).
- 초기 데이터 통신 네트워크의 전형적인 형태이다.
- 공중 통신망에 많이 사용된다.
- 완전 연결형, 부분 연결형으로 나눌 수 있다.
장점
- 이중화로 인해 장애 발생시에 다른 경로를 통해서 네트워크를 사용할 수 있다.
- 트래픽 분산 처리가 가능하고, 많은 양의 데이터를 송수신 할 수 있다.
단점
- 노드의 추가가 어렵다.
- 비용이 고가이다.
2-5. 링형 토폴로지(Ring Topology)
각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식이다.
특징
- 각 링크가 단방향이어서 데이터는 한 방향으로만 전송한다.
- 데이터는 노드에서 노드로 이동한다.
- 각 노드는 데이터의 송수신을 제어하는 엑세스 제어 논리를 보유한다.
장점
- 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없다.
- 충돌이 발생되는 가능성이 적다.
- 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다.
단점
- 네트워크 구성 변경이 어렵다.
- 회선에 장애가 생기면 전체에 영향을 끼친다.
3. 병목(Bottle Neck) 현상
병목현상이란, 전체 시스템 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다.
토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 떄문이다.
토폴로지의 구성에 따라서 병목현상이 일어나는 이유와 해결방법이 다르다.
따라서 병목현상을 올바르게 해결하기 위해서는 토폴로지의 구성을 알아야한다.
