[Network] 네트워크 토폴로지(Network Topology) 정리

네트워크란 노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미합니다.

- 노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치

- 링크(엣지) : 유선 또는 무선과 같은 연결매체 (와이파이나 LAN)

 

네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지란 노드와 링크가 어떻게 구성되어있는지를 말하며 5가지 토폴로지를 정리해보겠습니다.

5가지 네트워크 토폴로지

 

1️⃣ 버스(bus) 토폴리지

특징	장점	단점
- 하나의 회선에 여러개의 노드 - 노드 추가, 삭제 쉬움 - 설치비용 적음	- 소규모 네트워크를 구축하기 매우 쉬움 - 한 노드에 장애가 발생해도 다른 노드에 영향 X	- 메인 링크에 많은 트래픽이 생기면 정체 현상 발생 가능성 높음(패킷 손실율 높음) - 메인 링크 망가지면 큰 문제 발생

 

2️⃣ 스타(star) 토폴리지

특징	장점	단점
- 중앙에 있는 노드를 기반으로 연결된 형태 - 노드 추가, 삭제 쉬움	- 중앙노드가 아닌 한 노드에 장애가 발생해도 다른 노드에 영향 X - 안정성이 높음 ➜ 중앙노드가 아닌 한 노드에 침해가 발생했을 때 다른 노드로 확장하기가 어렵기 때문 - 한 링크에 문제가 생겨도 해당 부분만 영향을 받고 나머지 부분은 정상적으로 작동함	- 중앙노드 에러시 큰 문제 발생

다른 노드로 가려면 중앙노드를 무조건 거쳐야 하고 보통의 스타토폴로지는 중앙노드의 방화벽 등을 더욱 깐깐하게 해놓습니다.

 

3️⃣ 트리(tree) 토폴리지

특징	장점	단점
- 트리형태(계층적 토폴로지라고도 함) - 노드 추가, 삭제 보통(리프노드를 기반으로 확장은 용이하지만 다른 노드는 어려움) - 버스 토폴로지와 스타토폴로지의 하이브리드 형태	- 노드 확장이 용이(주로 *리프노드로 확장됨) - 리프노드의 에러는 나머지 부분에 영향을 미치지 않음	- 특정 노드 트래픽 집중 시 하위노드에 영향 - 루트 노드에 문제가 생기면 전체 네트워크에 큰 문제 발생

* 리프노드 : 가장 마지막 노드로 자식이 없는 노드를 뜻함

 

4️⃣ 링형(ring) 토폴리지

특징	장점	단점
- 고리 형태 - 노드 추가, 삭제 쉬움	- 노드 수가 많아져도 데이터 손실이 없음 - 토큰을 기반으로 연속적으로 노드를 거치며 통신권한 여부를 따지고 해당 권한이 없는 노드는 데이터를 전달 받지 않음	- 링크 또는 노드 중 하나만 에러 발생해도 전체 네트워크에 영향을 끼침 - 토큰이 없는 노드는 통신에 참여를 못하며 데이터 공유가 안됨

 

5️⃣메시(mesh) 토폴리지

특징	장점	단점
- 그물망 형태 - 노드 추가, 삭제 어려움 - 풀(full) 메시 토폴로지의 경우 n * ( n - 1 ) / 2 의 회선이 필요함	- 안정성이 높음 ➜ 한 노드가 장애가 나도 다른 노드에 영향을 미치지 않음 - 트래픽을 분산할 수 있음	- 회선이 비효율적으로 많기 때문에 구축 비용이 고가임

 

 

토폴로지의 필요성과 병목현상

토폴로지를 파악함으로써 병목현상을 해결하는 척도가 됩니다.

 

병목현상

병목(bottoleneck) 현상은 여러가지 의미로 쓰이나 네트워크에서는 트래픽에 의해 데이터 흐름이 제한되는 상황을 말합니다.

 

해결사례

구축된 시스템의 노폴로지를 알고 있다면 어떠한 부분에 어떠한 회선 또는 어떠한 서버의 사용량을 증가시켜야하는지 알 수 있습니다.