네트워크 다이어그램
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네트워크 설계와 관리
수시로 새로운 장비가 추가되고 사용자가 언제든 이동할 수 있다는 점에서 네트워크를 설계하고 관리할 때 확장성을 항상 염두에 두어야 한다. 효율적인 네트워크 관리를 위해서는 네트워크와 관련된 여러 가지 정보를 체계적으로 문서화하는 것이 중요하다. 네트워크의 규모가 크고 복잡도가 높을수록 IP 주소 할당 정보나 장비의 상호 연결 정보를 나타내는 다이어그램 없이 연결 문제를 진단하고 해결하는 것은 매우 어렵다.
토폴로지 (Topology)
네트워크를 구성하기 위해서는 정보를 처리하는 호스트, 처리된 데이터를 전송하는 통로인 전송 매체, 수많은 전송매체를 서로 연결하고 트래픽의 흐름을 관리하는 제어 장치가 필요하다. 로컬 네트워크를 구성한다는 것은 데이터 통신을 위해 각각의 구성 요소들을 어떤 형태로 연결할 것인가에서 출발하며 전송 거리, 케이블 길이와 종류, 비용, 확장성 등을 고려하여 적절한 토폴로지를 선택한다.
네트워크 토폴로지 (Network Topology)
● 네트워크를 구성하는 노드와 링크의 연결 방식과 배치 형태
● 네트워크의 기하학적 형태를 정의하는 방법에는 두 가지 방법이 있음
● 물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지는 대개 동일하지만 항상 그런 것은 아님
● 물리적 토폴로지 (Physical Topology)
○ 네트워크에 연결된 장치들의 실제 배치 형태
○ 케이블이나 하드웨어에서 발생하는 물리적인 문제의 진단과 추적에 필요 (e.g., 위치, 장비 종류, 케이블 종류, 제조사, 모델명)
● 논리적 토폴로지 (Logical Topology, Signal Topology)
○ 네트워크의 한 노드에서 다른 노드로 데이터가 전달되는 방법과 경로의 형태
○ 문제의 진단과 추적을 간단하게 하고 어드레스 플래닝에 필요
○ 물리적 토폴로지에 표현되지 않는 네트워크 설정 정보를 포함 (e.g., IP 주소, 장치명, 라우팅 프로토콜)
노드 (Node)
: 네트워크의 연결점으로 데이터 전송의 분기점 또는 단말기의 접속점
: 네트워크에 연결되어 참여하는 장비와 컴퓨터를 통틀어 이르는 말
링크 (Link)
: 네트워크 노드 간 물리적인 연결
토폴로지의 분류
네트워크는 용도에 따라 여러 가지 구성 형태를 취할 수 있으며 주로 많이 사용되는 대표적인 토폴로지에는 아래와 같은 5가지가 있다.
1) 버스형 네트워크 (Bus Topology, 선박에서 주로 쓰임)
특징: 모든 노드가 버스라는 하나의 공통 케이블에 연결된 형태, 전송 데이터는 모든 노드에 전달되며 각 노드에서 전달된 데이터의 수신 여부를 결정, 둘 이상의 노드가 동시에 데이터를 전송할 때 발생하는 충돌에 대한 관리가 요구됨
장점: 구축이 간단하고 설치 비용이 저렴함
단점: 네트워크를 확장할수록 많은 트래픽이 발생하여 성능이 급격히 저하됨, 장애 발생 시 문제점의 발견과 해결이 어려움, 공통 케이블에 장애가 발생하면 네트워크 통신이 부분적으로 불가능해짐
2) 링형 네트워크 (Ring Topology)
특징: 모든 노드가 이웃한 두 노드에만 연결되어 루프 형태를 이루는 형태, 데이터는 링크를 따라 한 방향으로만 전달되며 데이터를 전달하기 전에 신호를 증폭함, 데이터 전송 권리를 나타내는 토큰을 이용하여 매체 접근을 제어
장점: 거리 제약이 적어 네트워크 범위를 넓힐 수 있음, 충돌이 발생하지 않음
단점: 노드의 추가 및 삭제가 어려움, 설치와 관리가 어렵고 설치 비용이 많이 들어감, 특정 노드에 장애 발생 시 전체 네트워크 사용 불가
3) 스타형 네트워크 (Star Topology)
특징: 모든 노드가 중앙의 집속 장치에 연결된 형태, 전송 데이터는 항상 중앙의 집속 장치를 통하여 각 노드로 전달됨, 현재 LAN 구축 시 가장 많이 사용하는 방식
장점: 특정 노드나 링크에 장애가 발생해도 전체 네트워크 사용에는 영향을 주지 않음, 노드의 추가 및 삭제가 쉬움, 장애 발생 시 문제점의 발견과 해결이 쉬움
단점: 집속 장치와 케이블링에 상대적으로 높은 비용 발생, 중앙의 주 노드에 장애 발생 시 전체 네트워크 사용 불가
4) 메시형 네트워크 (Mesh Topology)
특징: 모든 노드가 서로 일대일로 연결된 그물망 형태, 부분적 메시형(Partial Mesh)과 전체적 메시형(Full Mesh)이 있음, LAN보다는 WAN 환경에서 주로 이용됨 (cf. 백본망 (Backbone Network))
장점: 여분의 경로(Redundant Path)가 있어 장애에 유연한 대처가 가능하고 안정성이 높음, 경로 선택이 가능하여 가용성과 효율성이 좋음
단점: 설치 비용이 비싸고 관리가 어려움, 새로운 노드 추가 시 비용 부담 발생
5) 트리형 네트워크 (Tree Topology)
특징: 다수의 스타형 네트워크를 서로 연결한 형태, LAN보다는 WAN 환경에서 주로 이용됨, 분산 처리 시스템에 이용됨
장점: 네트워크 관리가 쉽고 확장이 편리함, 노드를 분류하여 관리하거나 우선순위를 부여할 수 있음
단점: 네트워크를 너무 확장하여 특정 노드에 트래픽이 집중되면 병목 현상 발생, 상위 계층에 장애 발생 시 하위 계층에 연결된 모든 노드에 영향을 줌
