토폴로지

토폴로지

 

네트워크 구조를 나타내는 용어로, 컴퓨터 네트워크에서 요소들을 물리적으로 연결해 놓은 것

 

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버스형 토폴로지(Bus topology)

 

모든 컴퓨터와 장치들이 단일 중앙 케이블에 연결되어 있는 구조.

끝 단에 신호 반사를 막기 위해 터미네이터(Terminator)를 사용한다

장점
단순성: 버스 토폴로지는 설계 및 이해하기 매우 간단하며, 새로운 장치를 추가하거나 제거하는 것도 비교적 간단하다.
비용 효율성: 버스 토폴로지는 한 개의 케이블만 필요하기 때문에 초기 설치 비용이 상대적으로 낮다.
확장성: 기존의 네트워크 구조를 변경하지 않고 새로운 장치를 추가할 수 있어 확장성이 좋다.

단점
신뢰성 문제: 만약 중앙 케이블에서 문제가 발생하면 전체 네트워크가 영향을 받게 된다.
데이터 충돌: 여러 기기가 동시에 데이터를 전송하려고 하면 데이터 패킷 충돌이 발생할 수 있다.
유지 보수 어려움: 네트워크에 문제가 생겼을 때, 그 원인을 찾아내기 어렵다는 단점도 있다.
성능 저하: 네트워크에 연결된 기기의 수가 많아질수록 성능 저하가 있다.

 

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스타형 토폴로지(Star topology)

 

모든 기기가 중앙 노드(스위치나 허브)에 연결된 구조.

장점
강력한 중앙 제어: 중앙 노드가 네트워크의 모든 통신을 제어하므로, 데이터 충돌이 발생할 확률이 줄어든다.
고장 내성: 한 장치가 고장 나도 전체 네트워크에 영향을 주지 않는다. 각 장치가 별도의 케이블을 사용하여 중앙 노드에 연결되기 때문.
확장성: 새 장치를 추가하거나 기존 장치를 제거하는 것이 비교적 간단하다.
유지 보수 용이: 문제가 발생한 경우 해당 문제를 직접적으로 찾아 해결할 수 있다.

단점
중앙 노드의 의존성: 중앙 노드(스위치나 허브)에 문제가 생기면 전체 네트워크에 영향을 준다.
비용: 스타형 토폴로지는 각 장치마다 케이블을 필요로 하므로 설치 비용과 유지 관리 비용이 상대적으로 높을 수 있다.

 

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계층형 토폴로지(Tree topology)

 

중앙 노드가 다른 여러 노드들에 연결되어 있으며, 하위 노드들은 다시 자신의 하위 노드에 연결될 수 있다. 계층적인 구조를 형성.

장점
확장성: 계층형 토폴로지는 크고 복잡한 네트워크를 만드는데 적합하며, 새로운 노드를 추가하거나 기존 노드를 제거하는 것이 비교적 간단하다.
분리 및 관리 용이: 각 분기점을 개별적으로 관리할 수 있으므로 문제 해결이 간단하다.
효율적인 데이터 전송: 데이터 전송 경로가 명확하기 때문에, 데이터 전송은 상대적으로 효율적이다.

단점
루트 노드 의존성: 중앙 (루트) 노드에 문제가 발생하면 해당 부분 아래의 모든 시스템에 영향을 준다.
복잡한 구조: 크고 복잡한 네트워크에서는 이 구조를 설계하고 유지하는 것이 어려울 수 있다.
비용: 계층형 토폴로지는 스타형인 경우보다도 많은 양의 케이블과 하드웨어가 필요하여 비용이 많이 들 수 있다.

 

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링형 토폴로지(Ring topology)

 

모든 컴퓨터와 장치들이 원을 이루게 연결된 형태를 가진다. 이 구조에서 데이터 패킷은 원 안을 따라 한 방향으로만 이동한다.

장점
데이터 충돌 감소: 데이터가 일정한 방향으로만 전송되므로, 데이터 충돌의 가능성이 줄어든다.
균일한 트래픽: 링 토폴로지에서는 각 장치가 동등한 접근 권한을 가지므로, 하나의 장치가 네트워크 자원을 독점하는 것을 방지할 수 있다.
확장성: 새로운 장치를 추가하거나 기존 장치를 제거하는 것이 비교적 간단하다.

단점
신뢰성 문제: 만약 네트워크의 어느 한 부분에 문제가 발생하면 그것이 전체 링에 영향을 주어 전체 네트워크의 작동 문제를 일으킬 수 있다.
유지 보수 어려움: 링 내에서 문제가 발생한 경우 해당 문제를 찾아 해결하기 어렵다는 단점도 있다.
성능 저하: 네트워크에 연결된 기기의 수가 많아질수록 성능 저하가 있다.

 

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망형 토폴로지(Mesh topology)

 

네트워크의 각 노드가 다른 모든 노드와 직접 연결되어 있는 구조. 

장점
높은 내구성: 하나 또는 여러 개의 노드가 고장 나도 전체 네트워크에 영향을 주지 않는다. 각 노드가 서로 독립적으로 연결되어 있기 때문이다.
신뢰성: 데이터 패킷은 여러 경로를 통해 목적지에 도달할 수 있으므로, 망형 토폴로지는 신뢰할 수 있는 구조다.
확장성: 새 노드를 추가하는 것이 비교적 쉽고, 추가된 노드는 기존의 모든 노드와 연결된다.

단점
복잡함: 많은 수의 노드를 관리하고 유지하는 것은 복잡하며, 각각의 연결을 설정하고 유지하는 것이 어렵다.
비용: 각각의 장치가 서로 직접 연결되어야 하므로, 설치 및 유지 관리 비용이 비교적 많다.
케이블 사용량: 모든 장비들이 서로 직접적으로 연결되기 때문에 케이블 사용량이 많아진다.

 

출처: "Computer Networks: A Systems Approach" by Larry Peterson and Bruce Davie (2011)