[Network] 네트워크 접속 형태, 전송 매체

네트워크 접속 형태

네트워크의 구성을 “네트워크 토폴로지” 라고도 표현 하는데, 이는 네트워크에 연결되어 있는 노드와 링크가 물리적 또는 논리적으로 배치되어 있는 방식을 말한다.

링형 , 그물형 = 점대점 관계에 적합

성형, 트리형 = 주종 관계에 적합

버스형 = 점대점 관계와 주종 관계에 모두 적합

---

1. 성형 (Star Topology)

가장 일반적인 네트워크 구성 형태로 전화 망에서 유래

• 네트워크 중앙에 위치한 허브가 모든 노드를 연결
• 일대일로 구성되는 점대점 확장 형태
• 허브의 통신망 처리 능력과 신뢰성을 좌우

장점

• 설치 비용 저렴, 유지 보수 확장 용이
• 링크 하나가 끊겨도 다른 링크는 영향 없음 (안전성)

단점

• 중앙에 있는 허브에 장애가 발생하면 전체 네트워크가 작동할 수 없고, 통신량이 많으면 전송이 지연됨
• 각 노드가 중앙 허브와 연결 되어야 하므로 다른 접속 형태보다 많은 케이블을 연결해야 함

 

2. 버스형 (Bus Topology)

모든 네트워크 노드와 주변 장치가 파이프 등의 일자형 케이블(버스)에 연결된 상태

• 하나의 긴 케이블이 네트워크의 모든 장치를 연결하는 중추 네트워크 역할을 한다
• 케이블의 끝에는 터미네이터라는 장치를 붙여서 신호가 케이블로 되돌아 오는 것을 막음

장점

• 케이블 비용이 적고 설치 간단
• 장치 추가 쉬움, 한개가 고장나도 전체 네트워크 영향 X
• 성형이나 트리형보다 사용하는 케이블 양 적음

단점

• 장비수가 많아지면 네트워크 성능 저하
• 중앙 케이블이 고장나면 전체 네트워크 마비
• 재구성이나 결합, 분리가 어렵고 새 장치 추가시 중추 케이블 교환 필요
• 베이스 밴드 전송 방식(신호를 변조하지 않고 그대로 보내는 방식)에는 케이블의 전송 거리가 멀어지면 신호가 약해지기 때문에, 중계기를 사용해야하는 번거로움
• 트래픽이나 연결된 노드 수가 많으면 네트워크 성능 저하

 

3. 트리형 (Tree Topology)

성형의 변형으로, 중앙에 있는 전송 제어 장치에 모든 장비를 연결하는 것이 아니라, 트리 모양의 노드에 전송 제어 장치를 두고 노드를 연결한 상태

• 트리의 최상위 노드에 위치한 허브는 하위의 노드를 제어
• 이러한 구조는 상위 노드가 하위 노드를 직접 제어하는 계층적 네트워크에 적합

장점

• 제어가 간단하여 네트워크 관리나 확장 용이
• 중앙에 있는 하나의 전송 제어 장치에 많은 장비를 연결할 수 있어 각 장비 간의 데이터 전송거리를 늘릴 수 있다
• 여러개의 컴퓨터를 분리하거나 우선 순위를 둘 수 있다

단점

• 중앙 트래픽에 집중되어 병목 현상 발생 가능
• 중앙의 전송 제어 장치가 마비되면 네트워크 전체에 장애가 발생

 

4. 링형 (Ring Topology)

노드가 링에 순차적으로 연결된 형태, 즉 모든 컴퓨터를 하나의 링으로 연결

• 하나의 노드에서 보낸 데이터는 링에 따라 단방향으로 전송
• 자신이 수신지가 아니면, 각 노드에 있는 중계기가 신호를 증가시켜 다음 노드로 전송
• 수신지 노드가 데이터를 수신하면 데이터는 링에서 제거
• 단순 링형에서는 네트워크에 연결된 컴퓨터 중 하나라도 고장나면 네트워크 전체가 다운
• 이중 링형에서는 한방향으로 데이터를 전송하다 장애가 발생하면 반대 방향으로 데이터를 전송

장점

• 구조가 단순 → 설치 및 재구성 용이
• 신호가 항상 순환하므로 한 장치가 특정 시간 내에 신호를 받지 못하면, 오류 로그를 운영자에게 전송
• 성형보다 케이블 비용을 절약가능

단점

• 링을 제어하는 알고리즘이 복잡하고, 새 장비 추가시 링을 절단한 후에 장비를 추가해야함
• 단순 링형의 경우 링에 결함 발생시 전체 네트워크가 다운 된다

 

5. 그물형(Mesh Topology)

 

중앙 제어를 위한 노드가 없고, 모든 노드가 서로 전용의 점대점으로 연결 되는 형태

• n(n-1)/2 개의 물리적 채널 필요, n-1개의 입출력 포트 필요
• 네트워크가 복잡하고 많은 통신 회선 필요 → 비용이 증가
• 신뢰성 높음

장점

• 전용 링크를 통해 데이터를 전송하므로 많은 장치를 공유하는 링크에서 발생하는 통신량 문제를 해결
• 한 링크가 고장나도 다른 경로를 통해 데이터 통신 가능
• 전용선을 통해 데이터를 주고 받음으로 비밀 유지와 보안에 유리
• 관리자는 문제가 발생한 곳을 쉽게 찾아 그 원인을 바로 해결 가능

단점

• 노를 모든 다른 노드와 연결해야하므로 설치와 재구성이 어렵다
• 필요한 전선의 용적이 수용 가능 공간보다 많을 수도 있다
• 네트워크가 복잡하고 많은 통신 회선이 필요하기 때문에 각 링크와 연결 되는 하드웨어에 많은 비용 듦

6. 혼합형 (Hybrid Topology)

현실세계는 우리가 생각하는 것보다 노드 수가 기하급수적으로 많다.

즉 우리는 이러한 네트워크에서 효율을 높이고, 결함 허용 능력을 능대하기 위해 모든 토폴로지를 혼합한 혼합형 토폴로지를 사용.

---

네트워크 전송 매체

전송 매체의 분류

• 한 노드에서 다른 노드로 전송 되는 통로를 제공하는 유선 전송 매체에는 동축 케이블, 꼬임선, 광섬유 케이블 등이 있고, 무선 전송 매체에는 라디오 방송이나 마이크로파 등이 전파 되는 진공, 공기, 해수 등이 있다

유선 전송 매체 (유도 매체)

1. 동축 케이블 : 케이블 TV 시스템에서 사용하는 케이블 방식과 유사
2. 꼬임선 : 네트워크 접속 형태중 성형에 많이 사용하며, 동축 케이블이나 광섬유 보다 설치가 용이
3. 광섬유 케이블 : 머리카락보다 가늘어서 휘어지는 전송 매체

무선 전송 매체(비유도 매체)

무선 통신에서는 공간으로 전파되는 전자파를 매개체로 데이터를 전송

1. 라디오파

• FM 방송은 100MHz 정도의 주파수를 이용, 파장은 3m정도
• AM 방송은 750kHz 의 주파수를 이용, 파장은 400m정도

1. 마이크로파

• 극초단파, 센티미터파, 밀리미터파와 같이 주파수가 매우 높은 전파의미 → 통신과 레이더등에 사용
• 이동통신(지상 마이크로파)은 300MHz ~ 3GHz 의 극초단파 사용