네트워크의 기초와 토폴로지

🍀네트워크란?

노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않은 집합체를 의미

• 여기서 노드란, 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치를 의미
• 링크는 유선 또는 무선을 의미

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🍀 네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지(Network Topology) 란 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미한다.

네트워크 설계를 할 때 네트워크 토폴로지를 고려해야 하는 이유는, 병목 현상이 발생했을 때, 문제점을 찾음에 있어 중요한 기준이 되기 때문이다.

병목 현상이란?

병목(bottleneck) 현상은 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다. '병목' 이라는 이름이 붙은 이유는 병의 몸통보다 목 부분 내부 지름이 좁아서 물이 상대적으로 천천히 쏟아지는 현상에 비유했기 때문이다. 서비스에서 이벤트가 발생했을 때, 과도하게 집중된 트래픽으로 인해 어떤 곳에서 문제가 발생하고, 그로 인해 사용자는 웹사이트에 접속하지 못할 수도 있다.

네트워크 토폴로지에는 다음과 같이 여러 형태가 존재한다.

1. 링(Ring)형

링형은 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여, 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 형태이다.

📍장점
- 노드 수가 증가되어도, 네트워크 상의 손실이 거의 없음
- 충돌이 발생할 가능성이 적음
- 문제가 발생한 노드를 쉽게 탐색할 수 있음

💥단점
- 네트워크 구성 변경이 어려움
- 회선에 장애가 발생하면, 전체 네트워크에 영향을 미침

2. 성(Star)형

성형은 모든 노드가 중앙에 있는 노드에 연결된 형태이다.

📍장점
- 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉬움
- 패킷의 충돌 발생 가능성이 적음
- 문제가 발생한 노드를 쉽게 탐색할 수 있음
- 문제가 발생한 노드가 중앙 노드가 아니라면, 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적음

💥단점
- 중앙 노드에 장애가 발생하면, 전체 네트워크를 사용할 수 없음
- 설치 비용이 고가임

3. 트리(Tree)형

계층형 토폴로지라고도 하며, 말 그대로 트리 형태로 구성된다.

📍장점
- 노드의 추가 삭제가 쉬움

💥단점
- 특정 노드에 트래픽이 집중될 때, 하위 노드에 영향을 끼치기 쉬움

4. 버스(Bus)형

처음엔 왜 버스형인가 했는데 말 그대로 진짜 버스였다. 정류장을 두고 가운데 차선으로 버스가 다니듯이, 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 형태이다. 근거리 통신망(LAN)에서 사용한다.

📍장점
- 설치 비용이 적다
- 신뢰성이 우수하다
- 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉽다

💥단점
- 스푸핑 공격을 받을 위험이 있다

스푸핑이란?

스푸핑은 "스위칭 기능"(LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 기능)을 마비시키거나, 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 전송되도록 처리하는 네트워크 공격 기법이다.

5. Full Connected 형

노드가 다른 노드에 전부 연결된 형태이다.

📍장점
- 한 단말 장치에 장애가 발생해도, 다른 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크 운영에 차질이 적다
- 트래픽이 몰려도 분산 처리가 가능하다

💥단점
- 노드의 추가가 어렵다
- 구축 비용과 운용 비용이 고가이다

여기서 다룬 형태 이외에도, Mesh형, Line형과 같은 다양한 네트워크 토폴로지가 존재할 수 있다.