토폴로지

토폴로지(Topology)는 컴퓨터 네트워크의 요소들(링크, 노드 등)을 물리적으로 연결해 놓은 것, 또는 그 연결 방식을 말한다. 네트워크 토폴로지(Network Topology)로 불리기도 한다.

개요

네트워크 토폴로지에서 네트워크는 상호간에 정보를 교환할 수 있도록 유선, 무선을 통하여 연결된 형태를 말한다. 토폴로지는 물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지가 잇다. 물리적 토폴로지는 노드, 링크와 같은 네트워크를 구성하는 요소들의 배치에 의해 결정된다. 논리적 토폴로지는 노드들 사이의 데이터 흐름에 따라 결정된다.

종류

부분연결형 토폴로지(Mesh Topology) 완전연결형 토폴로지(Fully Connected Topology) 링형 토폴로지(Ring Topology)

• 망형(Mesh Topology)

1. 네트워크상의 모든 노드를 상호 연결한다.
2. 통신선로의 총길이가 가장 긴 네트워크 구조이다.
3. 초기 데이터 통신 네트워크의 전형적인 형태이다.
4. 공중통신망에 많이 사용된다.
5. 완전연결형 토폴로지(Fully Connected Topology)와 부분연결형 토폴로지(Mesh Topology)로 나뉜다.
6. 장점 : 완벽하게 이중화가 되어 있으므로 장애 발생 시에 다른 경로를 통해서 네트워크를 사용할 수 있다. 또한, 많은 양의 데이터를 송수신 할 수 있다.
7. 단점 : 네트워크 구축 비용과 운영 비용이 고가이다.

• 트리형(Tree Topology)

1. 지역과 거리에 따라 연결하므로 통신선로의 총경로가 가장 짧다.
2. 접속되는 단말기의 숫자에 맞는 통신장비 이용이 가능하다.
3. 멀티포인트(multipoint) 데이터 통신망이다.
4. 장점 : 네트워크 관리가 쉽고 확장이 편리하다. 또한, 네트워크의 신뢰도가 높다.
5. 단점 : 특정 노드에 트래픽이 집중화 되면 네트워크 속도가 떨어진다. 또한, 병목 현상이 발생할 수 있다.

• 링형(Ring Topology, Loop)

1. 각 링크가 단방향이어서 데이타는 한 방향으로만 전송한다.
2. 각 노드는 데이타의 송수신을 제어하는 엑세스 제어논리(토큰)을 보유한다.
3. 장점 : 데이터를 안정적으로 전송하므로 통신 효율이 좋다. 병목현상이 발생하지 않고, 각 컴퓨터의 리피터와 같은 역할로 신호변질이 적어 질 좋은 통신을 제공한다.
4. 단점 : 한 노드의 고장은 전체 고장으로 이어지며, 네트워크 확장과 구조변경이 어렵다.

• 성형(Star Topology, Hub and Spoke)

1. 중앙집중식 구조이다.
2. 중앙의 교환장비가 데이타 경로를 개설하고 유도한다.
3. 이용자의 스테이션은 중앙의 교환장비에 포인트 투 포인트(point-to-point) 링크로 연결한다.
4. 장점 : 결함 허용능력을 제공하며, 중앙 집중식으로 관리가 가능하다. 또한, 확장과 관리가 편하다.
5. 단점 : 노드 수가 증가하면 패킷 충돌이 급격히 증가하여 효율이 떨어지며, 허브 고장시 전체가 다운된다.

• 버스형(Bus Topology)

1. 모든 노드(node)들은 간선을 공유하며 버스 T자형(Tap) 등으로 연결한다.
2. 간선과 각 단말 장치와의 접속은 간단한 접속장치를 붙이는 것으로 가능하다.
3. 통신 부하가 대부분 단말 장치 측으로 분산되므로 통신 시스템 전체의 효율성과 각 단말과의 사이가 거의 비례 관계가 성립한다.
4. 장점 : 트래픽 제어가 간단하며, 비용이 저렴하다. 또한, 확장이 쉽다.
5. 단점 : 노드수가 증가하면 충돌증가로 통신효율이 절감한다. 문제가 발생한 곳을 찾기 어렵고, 보스 고장시 전체가 다운된다.

• 선형구조(Linear Structure)

1. 점대점(PTP) 연결에 의한 형태이다.
2. 때로는 버스형으로 불리기도 한다.

참고자료

• 〈네트워크 토폴로지〉, 《위키백과》
• 차재복, 〈토폴로지 통신망 구성〉, 《정보통신기술용어해설》
• JiGyeong, 〈(Network) 토폴로지(Topology) bus형 star형 ring형〉, 《티스토리》, 2017-07-01
• Wallel, 〈(네트워크) 네트워크 토폴로지? _ 통신망의 구조에 대하여〉, 《티스토리》, 2018-11-29
• 브릭봇, 〈네트워크 토폴로지(Network Topology) 정의 및 종류입니다.〉, 《네이버 블로그》, 2015-07-13
• Wei, 〈MQTT bridged LoRa networks with MicroPython on ESP32〉, 《블로거》, 2017-09-12

같이 보기

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