네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지란

네트워크의 물리적 연결 형태를 의미하는 용어이다. 즉, 통신에 참여하는 컴퓨터, 리피터, 라우터, 허브와 같은 네트워크 장비들이 어떤 형태로 연결되어 있는지를 의미하는 것이다. 그 종류로는 버스형, 트리형, 링형, 스타형, 메쉬형이 있다.

Bus형

• 특징: 1개의 통신회선에 여러 단말 접속, 신뢰성이 높고, 유연성이 높고, 광범위한 기기의 처리가 가능하다.

• 장점:

  • 하나의 통신회선을 여러 단말이 공유한다.
  • 물리적 구조가 간단하다.
  • 단말의 추가 또는 삭제가 간단하다.
  • 단말의 고장이 통신망에 영향을 주지 않는다.
  • 경로 제어가 불필요하다.

• 단점:

  • 기밀성을 제공하지 못한다.
  • 통신회선의 길이가 제한된다.
  • 우선순위제어가 어렵다.
  • 통신 채널이 고장난다면 네트워크 전체가 동작하지 못한다.
  • 트래픽이 많을 경우 효율성이 낮아진다.

Ring형

• 특징: 데이터의 흐름이 한 방향이다. 수신된 데이터가 자신의 것이면 네트워크에서 삭제한다. 그렇지 않으면 다른 인접 노드로 중계한다. 만일 다른 호스트가 수신하지 못하면, 해당 데이터를 제거해야한다.

• 장점:

  • 병목현상이 드물다.
  • 분산제어, 검사, 회복 등이 쉽다.

• 단점:

  • 확장이나 구조 변경이 어렵다.
  • 어떤 단말이라도 문제가 발생하면 전체 망이 고장날 위험이 있다.

Star형

• 특징: 중앙 집중 제어용 형태로 중앙 노드에 End-Device를 직접 연결시킨 형태이다. 각 컴퓨터에서 나오는 케이블 세그먼트가 허브 또는 스위치와 같은 중앙 구성 요소에 연결된다.

• 장점:

  • 유지관리가 편하고, 고장 발견이 쉽고, 통신의 기밀성을 제공함.
  • 한 노드가 고장나더라도 전체 망에 영향을 주지 않음.

• 단점:

  • 잠재적 병목성을 가지며, 중앙 지점 고장에 취약함.
  • 중앙 지점 고장 발생 시 네트워크 전체가 통신 불능.

Tree형

• 특징: 다수의 버스 방식을 허브를 이용하여 트리처럼 연결함. 제어와 오류의 해결을 각각의 허브에서 수행함. 허브로 구성되는 경우와 스위치로 구성되는 경우 다르게 작동함.

• 장점:

  • 제어가 간단하여 관리 및 확장이 용이함.(리프 노드 기반)

• 단점:

  • 중앙 지점에서의 병목 현상.
  • 중앙 지점에서 고장 발생 시 네트워크 마비 또는 분할 가능성.

Mesh형

• 특징: 중앙 제어 노드에 의한 중계 대신에 각 노드가 점대점 방식으로 서로 연결. 완전 그물형(Full mesh)와 부분 그물형(Partial mesh)로 나뉜다. 장애 발생 시 대체 경로로 전달한다. 네트워크 백본을 구성하는 방식이다.

• 장점:

  • 고장 발견이 쉬움.
  • 한 노드 고장 시 네트워크와 다른 트래픽이 미치는 영향을 최소화함.

• 단점:

  • 구축 비용이 많이 든다.
  • 선로 설치 및 설정 과정이 상대적으로 오래걸리고 어렵다.
    • Full mesh, N 노드일 경우 간선의 수는 N(N-1)/2 이다.