[네트워크] 토폴로지

토폴로지

컴퓨터 네트워크의 요소들을 물리적으로 연결해놓은 것

노드와 링크가 어떻게 구성되어 있는지 나타냄

토폴로지 종류

 

버스 토폴로지

• 하나의 회선에 여러 개의 노드
• 노드 추가 및 삭제가 쉬움
• 설치 비용 적음

 

장점

• 소규모 네트워크 구축이 매우 쉬움
• 한 노드에 장애가 발생해도 다른 노드에 영향 X

단점

• 메인 링크에 많은 트래픽이 생기면 정체 현상 발생 가능성 多 (패킷 손실율 多)
• 메인 링크가 망가지면 큰 문제 (회선 하나에 의지하기 때문)

 

스타 토폴로지

• 중앙에 있는 노드를 기반으로 연결
• 노드 추가 및 삭제가 쉬움
• 이더넷 LAN에서 가장 널리 사용되는 물리적 토폴로지

 

장점

• 중앙 노드가 아닌 한 노드에 장애가 발생해도 다른 노드에 영향 X
• 안정성 높음
  • 중앙노드가 아닌 한 노드에 침해가 발생했을 때 다른 노드로 확장이 어려움
  • 다른 노드로 가려면 무조건 중앙 노드를 거쳐야 되는데, 중앙 노드는 방화벽을 특히 높게 설계한다

단점

• 중앙 노드에 문제가 생기면 큰 문제

 

트리 토폴로지

• 트리형태 (계층적 토폴로지)
• 노드 추가, 삭제 난도 보통
  • 리프노드 기반 확장은 용이
  • 다른 노드는 확장이 어렵다
• 버스 토폴로지와 스타 토폴로지의 하이브리드 형태

 

장점

• 노드 확장 용이 (보통 리프노드 기반 확장)
• 리프 노드의 에러는 다른 노드에 영향 X

단점

• 특정 노드 트래픽 집중 시 하위 노드에 영향
• 루트 노드에 문제 생기면 전체 노드에 영향

 

📌 백본케이블
여러 소형 네트워크들을 묶어 대규모 파이프라인을 통해 극도로 높은 대역폭으로 다른 네트워크들과의 집합

 

링형 토폴로지

• 고리 형태
• 노드 추가 및 삭제가 어려움
• 모든 장치들이 토큰에 접근할 수 있으며 전송할 수 있는 기회를 갖게 되는 매우 순차적인 네트워크

 

장점

• 노드 수가 많아져도 데이터 손실 X
  • 토큰을 기반으로 연속적으로 노드를 거치며 통신 권한 여부를 따지고, 해당 권한이 없는 노드는 데이터 전달받지 X
• 네트워크의 부하가 심한 경우에 버스 토폴로지보다 성능이 우수함
• 컴퓨터간의 연결을 관리하기 위한 네트워크 서버가 불필요

단점

• 링크 또는 노드가 하나만 에러나도 네트워크 전체에 영향
• 토큰이 없는 노드는 통신에 참여를 못하며 데이터 공유가 안 됨(1:1 전달만 가능)
• 일반적인 부하 환경에서는 이더넷 망보다 느림

 

메시 토폴로지

• 그물망 형태
• 풀(full)메시 토폴로지 / partially connected 토폴로지 (보통 메시 토폴로지라 하면 풀메시 토폴로지)
• 노드 추가 및 삭제 어려움
  • 회선이 많이 들기 때문
• 풀(full)메시 토폴로지의 경우 n*(n-1)/2의 회선 필요 (등차수열 합)

 

장점

• 안전성 높음
  • 한 노드에 장애 발생해도 다른 노드에 영향 X
• 트래픽 분산 가능
  • 한 노드로 트래픽이 집중돼도 회선이 많기 때문에 분산이 쉽게 이루어짐

단점

• 회선이 비효율적으로 많이 들어가므로 구축 비용 높음

 

토폴로지의 필요성

병목현상을 해결하는 척도

 

📌 병목 현상
트래픽에 의해 데이터 흐름이 제한되는 상황
핫스팟이라고도 함(네트워크 한정)

 

해결 사례

트래픽이 몰려 서버 다운 시 ...

1. 자원의 양을 증가시키기

2. 토폴로지 형태 확인 후 회선 추가 ==> 토폴로지가 해결 척도

 

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✏️ 퀴즈

1. 인터넷 토폴로지의 개념

인터넷 토폴로지(Internet Topology)란 무엇을 설명하는 데 사용되는가?

1. 인터넷 사용자의 브라우징 패턴
2. 인터넷을 통해 전송되는 데이터의 종류
3. 인터넷 네트워크의 구조와 연결 방식
4. 특정 웹사이트의 페이지 레이아웃

 

2. 토폴로지의 연결성

메쉬 토폴로지(Mesh Topology)의 주요 장점 중 하나는 무엇인가?

1. 설치가 간단하고 저렴하다
2. 노드 간 직접 연결로 높은 신뢰성과 복원력을 제공한다
3. 모든 노드가 하나의 공통 버스를 통해 연결된다
4. 링 구조로 인해 데이터 충돌이 발생하지 않는다

 

3. 네트워크 효율성

다음 중 버스 토폴로지(Bus Topology)의 단점은 무엇인가?

1. 네트워크 확장이 어렵다
2. 중앙 허브의 고장 시 전체 네트워크가 다운된다
3. 한 노드의 고장이 전체 네트워크에 영향을 준다
4. 네트워크에 연결된 장치 수가 많아지면 성능이 저하된다

 

정답

1번 정답: 3. 인터넷 네트워크의 구조와 연결 방식
인터넷 토폴로지는 네트워크의 노드와 링크가 어떻게 구성되고 연결되어 있는지를 설명한다. 이는 네트워크의 물리적 및 논리적 구조를 나타낸다.

 

2번 정답: 2. 노드 간 직접 연결로 높은 신뢰성과 복원력을 제공한다
메쉬 토폴로지에서는 모든 노드가 서로 직접 연결되어 있어, 특정 노드나 링크에 문제가 발생해도 다른 경로를 통해 통신할 수 있다. 이는 높은 신뢰성과 복원력을 제공한다.

 

3번 정답: 4. 네트워크에 연결된 장치 수가 많아지면 성능이 저하된다
버스 토폴로지에서는 하나의 공통 버스를 통해 여러 노드가 연결되므로, 많은 장치가 연결될수록 데이터 충돌과 지연이 증가하여 성능이 저하될 수 있다.

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✨ 출처

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC_%ED%86%A0%ED%8F%B4%EB%A1%9C%EC%A7%80