[네트워크] 네트워크 접속 형태

네트워크 접속 형태

네트워크의 구성을 ‘네트워크 토폴로지(Network Topology)라고 한다. 대학교 시험에서는 나올법하지만 실무나 시뮬레이션에서는 크게 중요하지 않은 부분이라 생각하여 요점만 집고 빠르게 넘어간다.

 

점대점 관계 : 노드들이 동등하게 링크를 공유(링형, 그물형)

주종(primary-secondary)관계 : 한 노드는 전송을 제어하고 다른 노드는 제어 장치로 전송(성형, 트리형)

 

 

1) 성형(Star)

<성형(Star Topology)>

- 전화망에서 유래

- 중앙에 위치한 허브가 모든 노드를 연결(일대일로 구성되는 점대점의 확장형)

- 중앙의 허브가 통신망의 처리능력과 신뢰성에 영향

- 한 노드가 고장나도 네트워크에 영향을 주지 않음

- 대기업, 은행, 병원 등에서 활용

- 직접 통신할 수 없으며 중앙 제어 장치(허브)가 교환 역할

(전송시 송신자 –> 허브 –> 수신자)

 

* 장점

- 장치간의 연결이 링크 하나와 I/O포트 하나가 필요하므로 비용이 저렴

- 중앙 집중적 구조이므로 유지, 보수, 확장이 용이

- 링크 하나가 끊어져도 다른 링크는 영향을 받지 않음(안정성)

 

* 단점

- 중앙 전송 제어 장치에 장애가 발생하면 네트워크 전체가 다운됨

- 중앙 허브와 연결되어야 하므로 타 접속 형태에 비해 많은 케이블이 필요

 

 

2) 버스형(Bus)

<버스형(Bus Topology)>

- 모든 네트워크 노드와 주변장치가 파이프 등의 일자형 케이블(버스)에 연결

- 버스의 시작과 끝에는 터미네이터(terminator : LAN의 전기 신호가 양끝에서 반사되는 것을 방지하는 종단기)를 붙여 신호가 케이블로 되돌아오는 것을 막음

- 하나의 노드가 데이터를 전송하면 브로드캐스팅(하나의 송신 측이 다수의 수신 측 단말기에 동일한 정보나 메시지를 전송하는 것)이 되어 나머지 노드가 수신 가능(데이터의 수신측 주소가 자신이면 수신, 아니면 흘려보냄)

- 신호가 중추 네트워크를 따라 이동할 때 그 에너지의 일부가 열로 반환되므로 신호가 멀리 이동할수록 점점 약해짐(노드 수와 노드간 거리가 제한됨)

 

* 장점

- 비용이 저렴하고 장치 추가(설치)가 쉬우며 한 노드가 고장 나도 네트워크에 영향을 미치지 않음

- 근처에 있는 중추 케이블(버스)에 연결하면 되기 때문에 성형이나 트리형보다 케이블 사용량이 적음

 

* 단점

- 노드 수가 많아지면 네트워크 성능 저하, 중앙 케이블(버스) 고장 시 전체 네트워크가 고장

- 재구성이나 결합 분리가 어려우며 새 장치 추가할 시 중앙 케이블(버스)를 교체해야 함

(중앙 케이블은 설치 가능한 장치의 수가 정해진 상태로 설계되었으므로 추가가 어려움)

- 케이블의 전송 거리가 멀어지면 신호가 점점 약해지므로 중계기(Repeater) 필요

- 한 노드에서 데이터 전송 시 다른 노드에서 이미 데이터를 전송중이라면 충돌이 발생, 때문에 선점 데이터를 먼저 보내고 나중에 다시 보내야 하는데 트래픽이나 연결된 노드 수가 많아지면 충돌이 잦아져 네트워크 성능이 떨어짐

 

 

3) 트리형

<트리형(n-ary Tree Topology)>

- 성형의 변형된 형태(성형의 확장형)

 

* 장점

- 제어가 간단하고 관리, 네트워크 확장이 쉬움(성형과 비슷하다)

- 중앙에 있는 하나의 전송 제어 장치에 많은 장비를 설치할 수 있어 장비 간 데이터 전송 거리를 늘릴 수 있음

- 여러 파트를 분리해 우선순위 부여 가능(ex : 2차 허브가 있는 컴퓨터 우선, 단일 컴퓨터는 그 후 스케줄)

 

* 단점

- 중앙에 트래픽이 집중되면 병목현상 발생

- 중앙 제어 장치에 문제가 생기면 전체 네트워크가 다운됨

 

 

4) 링형

<링형(Ring Topology)>

- 모든 컴퓨터를 하나의 링에 연결함

- 링형의 각 노드들은 중계기를 포함하고 있으며, 다른 기기가 보낸 신호를 받으면 중계기가 이를 재생함

- 하나의 노드가 보낸 데이터는 링을 따라 한 방향으로 전송됨. 수신한 노드는 해당 데이터의 목적 수신지가 자신인지 확인한 후 아니면 신호 재생 후 다음 노드로 전송(신호를 재생하므로 잡음에 강하고 전송 도중의 오류를 줄임)

- 수신자가 데이터를 수신하면 링에서 해당 데이터 제거

 

* 장점

- 구조가 단순하여 설치, 재구성이 쉬움, 문제 발생시 복구 시간이 빠른 편

- 노드의 추가나 삭제가 용이(양 옆의 두 개의 링크만 바꾸면 되므로)

- 신호가 항상 순환하기 때문에 특정 시간 내에 신호를 받지 못하면 경보를 하고 네트워크 운영자가 문제의 발생과 위치를 알려줌

- 성형보다 케이블 수가 적음

 

* 단점

- 링(노드x)을 제거하는 절차는 복잡함

- 하나의 노드에서 문제가 발생 시 전체의 네트워크에 영향을 미침(이중 링형이나 스위치를 사용하여 해당 문제 해결 가능)

 

 

5) 그물형

<그물형(Grid Topology)>

- 중앙 제어 노드가 없고 모든 노드가 서로 점대점(point-to-point, 1대1)으로 연결되어 있는 형태

- 전용 링크는 해당 두 노드간의 통신만 담당하는 링크를 의미

- n(n-1)/2개의 물리적 채널이 필요하며, 각 노드는 n-1개의 입출력 포트가 있어야 함

- 비용이 많이 들지만 신뢰성이 높음

 

* 장점

- 전용 링크를 통해 데이터를 전송하므로 장치를 공유하는 링크(ex : 성형, 트리형)에서 발생하는 문제들 해결 가능

- 한 링크에서 문제가 발생해도 전체 시스템에 큰 영향이 없음, 타 노드를 경유해 목적 수신지에 전달이 가능하기 때문

- 관리자가 결함을 발견하고 해결하기 쉬움

 

* 단점

- 모든 노드들이 서로 연결되어야하므로 설치와 재구성이 어려움

- 공간과 하드웨어의 포트가 많이 필요, 엄청난 비용이 듦

 

6) 혼합형

<혼합형(Mixed Topology)>

- 서브넷(Subnet : 대규모 네트워크를 구성하는 개별 네트워크)을 서로 연결

 

이 글은 네트워크 개인 공부 기록용으로 제작한 글입니다.