네트워크 토폴로지
네트워크 토폴로지란 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미한다.
지금부터 네트워크 토폴로지의 종류를 알아보자.
트리 토폴로지
트리(tree) 토폴로지는 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성을 말한다.
노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다.
버스 토폴로지
버스(bus) 토폴로지는 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며, 주로 근거리 통신망(LAN)에서 사용한다.
장점
- 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하다.
- 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉽다.
단점
- 스푸핑이 가능한 문제점이 있다.
💡 스푸핑이란?
LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것을 의미한다.
위 그림과 같이 스푸핑이 적용되면 송신부에서 수신부로 가야할 패킷이 악의적인 노드를 거쳐 전달되게 된다.
스타 토폴로지
스타(star, 성형) 토폴로지는 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성을 말한다.
장점
- 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽다.
- 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다.
- 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있다.
- 장애 노드가 중앙노드가 아닐경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다.
단점
- 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없으며 재설치를 필요로 하기 때문에 설치 비용이 많이 든다.
링형 토폴로지
링형(ring) 토폴로지는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신하는 망 구성 방식이다.
노드에서 노드로 데이터가 이동하며, 각각의 노드는 고리모양의 길을 통해 패킷을 처리한다.
장점
- 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없다.
- 충돌이 발생되는 가능성이 적다.
- 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다.
단점
- 네트워크 구성 변경이 어렵다.
- 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼친다.
메시 토폴로지
메시(mesh) 토폴로지는 망형 토폴로지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조다.
위 그림과 같이 모든 노드가 점대점으로 연결되어있기 때문에 여러 경로가 존재한다.
장점
- 여러 경로가 존재하므로 한 단말 장치에 장애가 발생해도 네트워크를 계속 사용가능하다.
- 트래픽을 분산 처리할 수 있다.
단점
- 노드의 추가가 어렵다.
- 구축 비용과 운용 비용이 고가다.
병목 현상
병목(Bottle neck) 현상이란 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다.
네트워크의 토폴로지가 중요한 이유는 이러한 병목 현상을 찾을 때, 중요한 기준이 되기 때문이다.
병목 현상이 일어났을 경우, 네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또 어떠한 경로로 이루어져 있는지를 안다면 병목 현상에 좀 더 효율적으로 대처할 수 있다.
예를 들어 위 그림처럼 서비스를 만들었는데, 병목 현상이 일어나 사용자가 서비스를 이용할 때 지연 시간이 길게 발생하고 있다고 해보자.
관리자가 지연 시간을 짧게 만들기 위해 대역폭을 크게 설정했음에도 성능이 개선되지 않는다.
그렇다면 이 현상을 해결하기 위해서는 어떻게 해야할까??
위 그림처럼 관리자가 네트워크 토폴로지가 어떻게 되어있나 확인하고, 적절히 회선을 추가하여 해결했다.
이처럼 네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또한 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게 해결할 수 있다.
출처: 면접을 위한 CS 전공지식 노트 - 주홍철 지음
