[네트워크] 네트워크 토폴로지란

What is Network Topology?

네트워크 토폴로지(Network Topology)

토폴로지: 네트워크를 구성하기 위한 요소들(링크, 노드 등)을 물리적으로 연결해 놓은 방식/형태/모양을 의미, LAN의 구성형태를 말함

1) 계층형(Tree) 토폴로지

Tree topology

특징

• 회사 네트워크나 데이터베이스 정보 구성시 자주 사용됨
• 두 노드 사이에 단 하나의 연결만 있어, 자연스러운 상위 및 하위 계층을 만듦

구분	장점	단점
1	네트워크 관리가 쉽고 확장 용이	특정 노드에 트래픽 집중화시 속도 저하
2	네트워크 신뢰도 높음	병목현상 발생 가능
3	노드 중 하나가 손상되더라도 다른 노드는 영향받지 않음	첫번째 수준의 네트워크에 오류시, 다음 수준의 네트워크도 에러 발생
4	에러 감지 용이	대량의 노드 추가시 유지관리 복잡

2) 버스형(Bus) 토폴로지

Bus topology

특징

• 근거리 통신망(LAN)에서 사용하는 통신망 구성방식
• 버스의 끝에 터미네이터(Terminator)를 달아 신호의 방사 방지
• 백본이라는 단일 케이블을 통해 연결되며, 백본이 손상되면 전체 네트워크가 손실됨

구분	장점	단점
1	설치 비용 적고 신뢰성 우수	전송되는 데이터가 많으면 병목현상 발생
2	구조 간단	장애 발생시 전체 네트워크 영향
3	노드 추가 간편	대규모 네트워크에 부적합
4	소규모 네트워크에 적합

3) 성형(Star) 토폴로지

Star topology

특징

• 중앙의 정보 단말 장치를 통해서만 연결 가능(Point to Point)
• 설치하기 쉬워 모든 종류의 컴퓨터 네트워크에서 사용 가능
• 패시브/액티브/스위치 스타 토폴로지 종류가 있음

구분	장점	단점
1	고속 네트워크에 적합	중앙 노드 장애시, 전체 네트워크 사용 불가
2	노드 추가/제거 간편	설치 비용 고가
3	에러 탐지 용이	노드 증가시, 네트워크 복잡도 증가
4	노드에 장애시 네트워크 사용 가능

4) 링형(Ring) 토폴로지

Ring topology

특징

• 단방향 링 토폴로지와 양방향 링 토폴로지로 구분
  • 단방향 링 토폴로지: 한 방향으로만 전송할 수 있는 네트워크. 대부분의 링 토폴로지.
  • 양방향 링 토폴로지: 이중 링 토폴로지라고도 하며, 두 네트워크 노드 사이에 두 개의 링크를 사용하여 전환에 상요할 수 있음. 한 방향으로 전송시에 장애가 발생하면, 대체 경로를 제공함.

구분	장점	단점
1	노드 수가 증가되어도 데이터 손실 없음	네트워크 구성시 변경 어려움
2	충돌 발생하지 않음	회선 장애 발생시, 전체 네트워크 사용 불가
3	경제적 네트워크 구성 가능	트래픽이 많지 않은 경우, 버스 토폴로지보다 성능이 느림
4	트래픽이 많은 경우, 버스 토폴로지보다 성능 좋음	하나의 케이블에 완전히 의존함

5) 망형(Mesh) 토폴로지

Mesh topology

특징

• 국방 네트워크와 같이 한 네트워크에 장애가 발생해도 네트워크를 계속 사용할 수 있는 안전한 네트워크에서 사용됨
• Full Mesh topology와 Particle mesh topology로 구분
  • 이는 전체 트래픽 패턴 및 노드 연결 실패 위험에 따라 구분
• 네트워크 연결 수: n(n-1)/2

구분	장점	단점
1	완벽하게 이중화되어 있어 장애 발생시 다른 경로를 통해 네트워크 사용 가능	설치 비용 고가
2	많은 양의 데이터 송수신 가능	운영 비용 고가
3	장치 추가시 데이터 송수신 중단 없음	중복연결의 가능성이 높아 효율성 감소 가능
4	중앙 노드를 이용하지 않는 노드 간 직접 커뮤니케이션	저전력 노드 사용시 배포 및 대기시간 증가 가능
5	전력 소모가 적음
6	보안 공격시, 단일 노드 교체 가능

사용 사례

1. 홈 모니터링
2. 산업 모니터링 및 제어
3. 의료 모니터링
4. 보안 시스템
5. 공공 시스템