컴퓨터 네트워크
- 네트워크는 둘 이상의 컴퓨터와 이들을 연결하는 링크의 조합이다.
- 네트워크의 사전적 의미는 '모뎀이나 LAN, 케이블, 무선 매체 등 통신 설비를 갖춘 컴포터로 서로 연결하는 조직이나 체계, 연결망'이다.
- 통신 설비로 두 대 이상의 컴퓨터를 서로 연결하여 자원이나 정보를 공유할 수 있다.
네트워크 구성 요소
1) PC
컴퓨터나 서버 등을 말하며, 네트워크를 사이에 두고 다양한 데이터를 송수신한다.
2) 네트워크 접속 장치 / 장비
통신망 구성에 가장 기본이 되는 하드웨어로, 데이터를 정상적으로 전송하기 위한 장치다. 스위치와 라우터 등이 해당한다. 스위치는 여러 대의 컴퓨터를 네트워크에 연결하기 위해 한 네트워크 안에서의 데이터 전송을 담당하고, 라우터는 여러 네트워크를 구분 짓고 연결하는 장치다.
3) 전송 매체
컴퓨터와 네트워크 접속 장치는 전송 매체에 의해 서로 연결된다. 유선 전송 매체와 무선 전송 매체로 나뉜다.
유선 전송 매체는 일반적으로 케이블(전선)을 말하고, 무선 전송 매체는 전선 없이 공간을 이동하는 전파를 말한다.
네트워크 토폴로지
네트워크 구성을 네트워크 토폴로지(Network Topology)라고 하는데, 이는 네트워크에 연결되어 있는 노드와 링크가 물리적 또는 논리적으로 배치되어 있는 방식을 말한다. 여기서 노드는 네트워크에 연결된 주소가 있는 통신 장치(컴퓨터, 프린터 등)를 말한다. 링크 하나가 2개 이상의 노드에 연결되고, 2개 이상의 링크가 접속 형태를 구성한다.
네트워크 접속 형태는 네트워크에 연결된 노드들의 물리적인 배열이 아닌 상호 연결 방법을 보여준다. 네트워크 접속 형태에는 성형, 버스형, 트리형, 링형, 그물형 등이 있다. 사용 목적에 따라 확장성, 전송 효율, 경제성 등을 기준으로 결정한다.
1) 성형
네트워크 중앙에 위치한 전송 제어 장치(허브, 스위치, 라우터 등)가 모든 노드를 연결한다. 따라서 장치가 통신망의 처리 능력과 신뢰성을 좌우한다.
장점
- 각 노드는 중앙에 있는 전송 제어 장치와 독립적으로 연결되어 있어서 하나의 노드에 장애가 발생하더라도 전체 네트워크에 영향을 끼치지 않는다.
- 각 장치와 다른 장치를 연결하는 링크 하나와 I/O 포트 하나만 필요하므로 설치 비용이 저렴하다.
- 중앙 집중적인 구조여서 유지보수나 확장이 용이하다.
단점
- 중앙에 있는 전송 제어 장치에 장애가 발생하면 전체 네트워크 사용이 불가능하고, 통신량이 많으면 전송이 지연된다.
- 각 노드가 중앙에 있는 장치와 연결되어야 하므로 많은 케이블을 연결해야 한다.
2) 버스형
LAN에서 주로 사용하며, 모든 노드는 하나의 케이블에 연결되어 있다. 따라서 하나의 케이블이 네트워크의 모든 장치를 연결하는 중추 네트워크 역할을 한다. 네트워크 상의 데이터 흐름은 케이블의 경로를 따라 한 방향으로 이동한다. 케이블의 시작과 끝에는 터미네이터라는 장치를 붙여 신호가 케이블로 되돌아오는 것을 막는다.
장점
- 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하다.
- 노드의 추가 및 삭제가 쉽고, 특정 노드의 장애가 다른 노드에 영향을 주지 않는다.
단점
- 장비 수가 많아지면 성능이 저하되고, 중앙 케이블이 고장나면 전체 네트워크가 작동하지 않는다.
- 설치 시점에 최고의 효율을 내도록 설계되므로 새로운 장치를 추가하기 어려울 수도 있다.
- 전송되는 데이터가 많으면 네트워크 병목 현상이 발생한다. (병목 현상이란 전체 시스템의 성능이 하나의 요소로 인해 제한 받는 현상을 말한다.)
3) 트리형
중앙에 있는 전송 제어 장치에 모든 장비를 연결하는 것이 아니라, 트리 모양의 노드에 전송 제어 장치를 두고 노드를 연결하는 형태다.
장점
- 제어가 간단하여 관리나 네트워크 확장이 쉽다.
- 중앙에 있는 하나의 전송 제어 장치에 많은 장비를 연결하여 각 장비 간의 데이터 전송 거리를 늘릴 수 있다.
단점
- 전체 네트워크의 안전성이 중앙 노드에 달려있는데, 중앙에 문제가 발생하면 하위 노드에 영향을 끼친다.
- 노드에 트래픽이 집중되어 병목 현상이 발생할 수 있다.
4) 링형
노드가 링에 순차적으로 연결된 형태로, 모든 컴퓨터가 하나의 링으로 연결된다. 하나의 노드에서 보낸 데이터는 링을 따라 한 뱡향으로 전송되고, 수신한 노드는 자신이 수신지가 아니면 매번 신호를 재생하여 다음 노드로 전송한다. 데이터가 수신지 노드에 도착하면 데이터가 링에서 제거된다.
이처럼 한 방향으로만 데이터를 전송하는 단순 링형과 양방향으로 전송하는 이중 링형이있다. 단순 링형은 네트워크에 연결된 컴퓨터 중 하나라도 고장나면 데이터를 전송할 수 없지만, 이중 링형은 한 방향으로 데이터를 전송하다 장애가 발생하면 반대 방향으로 데이터를 전송한다.
장점
- 노드의 수가 증가되어도 데이터 손실이 발생하지 않는다.
- 단방향 통신으로 충돌이 발생하지 않는다.
- 성형보다 케이블 비용을 줄일 수 있다.
단점
- 새로운 장비를 연결하려면 링을 절단한 후 장비를 추가해야 해서 네트워크 구성의 변경이 어렵다.
- 회선에 결함이 생기면 전체 네트워크를 사용할 수 없다.
5) 그물형
중앙에 제어하는 노드가 없고 모든 노드가 서로 일대일로 연결된 그물망 형태다. 노드 n개에 필요한 연결 수는 n(n-1) / 2 이다. 많은 링크를 수용하려면 네트워크의 모든 장치가 n-1 개의 입출력 포트를 가지고 있어야 한다.
장점
- 하나의 노드가 장애가 발생하더라도 다른 노드에 영향을 주지 않고, 유연한 대처가 가능하다.
- 안전성과 보안성이 뛰어나다.
단점
- 네트워크 회선 구축 비용과 운용 비용이 많이 든다.
- 새로운 노드 추가가 어렵다.
