네트워크 구성형태

네트워크 구성형태

Topology의 일반적인 의미는 물리적인 배치의 형태로 이루어진 어떤 현장의 종류를 설명하는 것이다.  그러나 통신 네트워크에서의 토폴리지란 노드들과 이에 연결된 회선들을 포함한 네트워크의 배열이나 구성을 개념적으로 그림으로 표현한 것이다. 대표적인 네트워크 토폴로지들을 예로 들면 성(Star)형, 망형(Mesh)형, 버스(Bus)형, 나무(Tree)형 격자(Matrix)형 등이 있다.

1.  Bus topology

  모든 장비들은 버스 혹은 백본 이라고 불리는 중심적인 케이블에 연결되어 있다. 버스 네트워크는 상대적으로 소형 네트워크용으로 이용되기 쉽게 비용이 저렴하고 설치가 용이하다. 이더넷 시스템에서도 버스 토폴로지를 사용하고 있다.

 

2. Ring topology

   모든 네트워크 장비들은 서로서로 원 같은 모양으로 연결이 되어 각 디바이스들은 직접 두 개의 다른 디바이스와 각각 양편에 연결이 된다. Ring 토폴로지는 상대적으로 비용이 많이 들고, 설치가 어려운 반면, 높은 대역폭을 제공하고 넓은 지역에 구현할 수 있다.

  

3. 트리형(Tree Topology)

  버스형이 확장된 형태로 헤드엔드(Head-and)라는 지점에서부터 한 개 이상의 케이블들이 시작되고 각 케이블은 다시 여러 개의 가지(Branch)로 나눠지는 구조이다.

- 데이터는 양방향으로 모든 노드에게 전송되고, 트리의 끝에 있는 단말 노드로 흡수되어 소멸됨

- 통신 회선 수가 절약되고, 통신 선로가 가장 짧음

- 분산 처리 시스템이 가능하다.

4. Startopology: 모든 장비들은 중앙에 있는 허브에 연결된다. 스타 네트워크는 상대적으로 설치가 쉽지만 모든 데이터가 반드시 중앙에 있는 허브를 통과해야 하므로 병목현상이 발생율이 높다.

5. Mesh Topology: 메시형 네트워크 형태는 각 컴퓨터나 단말기가 네트워크 내의 하나 이상의 다른 프로세서에 연결되어 있는 구조로 행로 배정 기능이나 제어 기능이 집중되거나 분산될 수 있다.

그물 형상에는 완전 메시 형상과 부분그물 형상의 두 가지 종류가 있다. 완전메시 형상은 모든 노드가 그것이 네트웍 내의 다른 모든 노드와 연결되어 있는 회선을 갖는다. 완전메시 형상은 구축하는데 많은 비용이 들지만, 엄청나게 많은 량의 중복연결로 인하여 노드 중의 몇 개가 망가지더라도 다른 노드로 향하는 네트워크 트래픽은 전혀 지장을 받지 않는다는 장점이 있어, 백본 네트워크에 주로 쓰인다.

 

6. Matrix Topology: 격자망(Matrix)형상은 2차원적인 형태를 갖는 망으로 네트워크 구성이 복잡하다.

특징으로는 

1) 신뢰성이 우수하며, 광역 통신망에 적용

2) 화상 처리 등의 특수한 분산 처리망으로 적합하다.

 

이러한 토폴로지들은  서로 혼합될 수도 있다.

예를 들면 bus-star 네트워크는 높은 대역폭의 버스 (백본이라고도 불리운다)와 느린 대역폭을 지닌 star 세그먼트들과 결합한 경우이다.

5. 각 토폴로지별 비교

분류	내용
성형	의미	중앙에 컴퓨터가 있고 그 주위에 분산된 터미널을 연결시킨 형태
	장점	◈ 집중 제어형으로 보소와 관리가 용이 ◈ 고장 발견이 용이하며 기밀성이 풍부
	단점	◈ 중앙의 컴퓨터가 고장나면 전체의 기능이 저하 ◈ 통신망 전체가 복잡
트리형	의미	중앙에 컴퓨터가 있고 일정 지역 터미널까지는 하나의 통신회선으로 연결시키며 이웃하는 터미널은 일정 지역내에 설치된 중간 터미널로부터 다시 연결되는 형태
	특징	◈ 분산처리 시스템에 많이 이용된
메쉬형	의미	모든 터미널과 터미널을 통신회선으로 연결시킨 형태
	장점	◈ WAN에 많이 사용된다. ◈ 통신회선 장애시 다른 경로를 통하여 데이터 전송을 할 수 있다.
	단점	◈ 모든 터미널과 터미널을 통신회선으로 연결시키므로 많은 통신회선이 필요하다.
링 형	의미	직접 또는 중계기를 통하여 컴퓨터와 터미널을 서로 이웃하는 것끼리만 연결시킨 형태
	장점	◈ 각 터미널은 공평한 통신망의 서비스를 받을 수 있다. ◈ 전송 매체와 터미널의 고장 발견이 용이하다.
	단점	◈ 새로운 터미널이 추가 시 통신회선을 절단해야 한다. ◈ 기밀의 보호에 주의
버스형	의미	1개의 통신회선에 여러 대의 터미널을 접속하는 방식
	장점	◈ 터미널의 증가와 삭제가 용이하다. ◈ 터미널의 고장이 전체 통신망에 영향을 주지 않는다.
	단점	◈ 통신회선의 길이에 제한이 있다. ◈ 통신회선의 길이에 제한이 있다.
격자형	의미	2차원적인 형태를 갖는 망
	장점	◈ 트래픽 처리 능률, 신뢰성 등의 면에서 우수
	단점	◈ 구성은 복잡

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<연습문제>

문제 1) 프로토콜의 기능 중에서 수신장치가 네트워크 노드들간의 DATA 흐름을 관리함으로써 DATA가 효율적으로 전송 받을 수 있게끔 제어하는 기능은?    (EBS 모의고사)

① 다중화     ② 연결 제어     ③ 캡슐화     ④ 흐름 제어     ⑤ 세분화와 재합성

문제 2) 다음과 같은 특징을 가지고 있는 네트워크 형태(Topology)는 무엇인가?    (EBS 모의고사)

- 모든 노드들이 탭(tap)을 통하여 하나의 케이블에 연결되어 있는 구조를 말한다. 어떤 노드에서 송신하고자 하는 패킷이 있으면, 방출되고 마치
방송(broadcast)하는 방식으로 연결된 모든 노드로 전달된다.

- 이러한 형태의 장점은 노드에 고장이 발생하여도 전체 시스템은 여전히 작동된다는 것이며, 네트워크 구축 및 확장이 용이하다는 점이다.

① 버스형(Bus)     ② 링형(Ring)     ③ 스타형(star)    

④ 나무형(tree)     ⑤ 메시형(Mesh)

문제 3) 다음 토큰 링(Token Ring) 대한 설명 중 틀린 것은? (EBS 모의고사)

① 1980년대 초 IBM에 의해서 개발된 대표적인 LAN이다.

② 노드와 노드를 연결하는 링크마다 각기 다른 전송매체를 쓸 수 있다.

③ 광섬유를 쉽게 도입할 수 있다.

④ 이더넷에 비해 충돌에 의해 낭비되는 시간이 없다.

⑤ 장거리 전송에는 부적당하다.

문제 4) 충돌에 의한 채널의 이용률 저하를 막기 위해 충돌이 발생하면 즉시 검출하여 데이터 프레임의 송신을 중단하고 일정시간 대기한 후 데이터 프레임을 재 전송하는 방식을 무엇이라 하는가? (EBS 모의고사)

① 토큰 링(Token Ring)     ② 토큰 버스(Token Bus)     ③ FDDI     ④ CSMA/CD     ⑤ LAN

문제 5) 근거리통신망(LAN)은 모든 노드들이 하나의 매체를 공유하고 있는 특수한 형태이므로 공유매체를 사용하고자 하는 여러 노드를 효율적으로 통제하여야 한다. 접속을 통제하는 방법 중 자유경쟁법(Contention Method or Random Access Method)을 사용해서 접속통제(Access Control)를 해야 하는 LAN은 어떤 형태의 LAN인가? (제1회시험 3과목 기출문제)

① 링형(Ring)     ② 버스형(Bus)       ③ 스타형(Star)    

④ 스타형과 버스형(Star and Bus)     ⑤ 링형과 버스형(Ring and Bus)

문제 6) 다음은 무엇에 대한 설명인가?  (How PC 모의문제)

[ IEEE 위원회에서 별도로 정한 버스 구조의 LAN으로 데이터를 전송할 때 하나의 스테이션은 다른 스테이션이 전송 중일 때 매개체로부터 신호를 받는다. 그리고 전송중인 데이터가 없을 때에야 비로소 전송이 가능하다.]

① IEEE802     ② 토큰 링     ③ 이더넷     ④ IEEE802.5     ⑤ TCP

문제 7) CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 방식으로 구성되어 있는 LAN을 무엇이라고 하는가? (How PC 모의문제)

① Ethernet     ② Internet     ③ WWW     ④ FTP    ⑤ IntraNet

문제 8) 다음 중 링형의 랜에 대한 설명이 아닌 것은 무엇인가?    (How PC 모의문제)

① 단순한 장치                       ② 집중 및 분산 제어가 가능         ③ 한정된 단말을 수용 경제적

④ 컴퓨터 유지 보수 쉬움         ⑤ 2중화 대책 필요

문제 9) 다음은 이더넷에 대한 설명이다. 거리가 먼 것은?  (How PC 모의문제)

① 제록스에 의해 개발되었으며 DEC 그리고 INTEL 등에 의해 발전되었다.

② 이더넷은 IEEE 802.3 표준을 따르며, CSMA/CD 통신망 접근 방법을 이용한다.

③ 10Base2는 가장 보편적으로 사용하는 이더넷 시스템이다.

④ 10Base2는 설치가 쉬우나, 케이블의 안정성이 떨어지고, 전송 매체 단절시 전 네트워크가 마비되는 문제를 일으킬 수 있다.

⑤ 10BaseT는 UTP 케이블을 사용하며 RJ-45 잭을 사용한다.

문제 10) CSMA/CD 방식에 대한 설명 중 거리가 먼 것은?    (How PC 모의문제)

① 적은 부하, 적은 노드에서 최적의 성능을 발휘한다.

② 채널을 사용하기 전에 현재 채널이 사용 중인지 조사하는데, 이 때 채널이 비어 있으면 원하는 단말기(노드)는 누구라도 채널을 사용 가능하다.

③ 각 노드는 메시지를 보낸 직후에 충돌하는지를 확인한다.

④ Ring형 LAN에서 주로 사용되며 전송로 상에 전송파가 없을 때만 데이터를 전송할 수 있다.

⑤ IEEE 802.3으로 표준화되어 있다.

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<정답>

문제 1) ④

다중화: 하나의 통신로를 다수의 가입자들이 동시에 사용 가능하게 하는 기능으로 신뢰성, 효율성, 성능향상을 위해 필요한 기능

캡슐화: DATA에 제어 정보를 덧붙이는 것

연결 제어: 두 통신의 실체간에 관련을 맺는 것으로 연결 확립, DATA 전송, 연결 해제와 같은 3단계 과정을 거치는 것을 말한다

세분화와 재합성: 긴 메시지 블록을 전송에 용이하도록 세분화하여 전송하며 수신 측에서는 세분된 데이터 블록을 원래의 메시지로 재합성시키는 기능

문제 2) ⑤

메시형(Mesh)= 완전연결형(Fully Connected): 이상적으로 모든 노드들이 1:1로 연결된 네트워크 형태(Topology)

문제 3) ⑤

토큰 링 방식은 각 노드가 리피터(Repeater) 역할을 하며 이를 거칠 때마다 깨끗한 신호로 복원되어 중계되기 때문에 에러 없이 비교적 먼 거리까지 전송할 수 있다.

문제 4) ④

① 토큰 링 : 각 노드가 리피터(Repeater) 역할을 하며 이를 거칠 때마다 깨끗한 신호로 복원되어 중계되기 때문에 에러 없이 비교적 먼 거리까지 전송할 수 있다.

② 토큰 버스 : 버스형 또는 트리형 통신망에서 통신회선에 대한 제어 신호가 논리적으로 형성된 링상의 각 노드간을 옮겨가면서 데이터를 전송하는 방식이다.

문제 5) ③

BUS형 : 자유경쟁법(Contention Method or Random Access Method)을 사용해서 접속통제(Access Control) 를 해야 하는 LAN

STAR형: 중앙에 컴퓨터가 있고 그 주위에 분산된 터미널을 연결시킨 형태

문제 6) ③

이더넷은 프로토콜의 하나로서 다중접근 방식으로 두 개의 스테이션이 동시에 전송을 시작하지만 이때 충돌이 발생한다. 이 충돌은 전송 중인 동안 매체의 신호를 수신함으로써 감지되고 그 두 개의 스테이션은 전송을 중지하고 다시 전송을 시작한다.

문제 7) ①

CSMA/CD 방식은 통신 채널을 이용하여 데이터를 보낼 때, 그 순간 먼저 다른 사용자가 채널을 이용하는지를 데이터 흐름을 살펴본 다음 사용하는 방법으로 다중접근이라 한다. 이더넷은 원래 제록스에 의해 개발되었으며 DEC 그리고 INTEL 등에 의해 발전되었다. 이더넷은 IEEE 802.3 표준을 따르며, CSMA/CD 통신망 접근 방법을 이용한다. 가장 보편적으로 사용되고 있는 이더넷 시스템인 10BaseT는 UTP 케이블을 사용하며 RJ-45 잭을 사용한다.

문제 8) ④

Ring 형 랜은 컴퓨터와 단말기를 원형 통신 회선에서 서로 이웃하는 것끼리만 연결하는 형태로 링에서는 앞의 연결된 컴퓨터로부터 수신한 내용을 다음 컴퓨터에 재 전송하는 방법으로 동작하며 어떤 링에서는 토큰 패싱이라는 것을 통해 데이터를 전송된다. Ring 형 랜의 단점으로는 컴퓨터의 추가와 삭제 및 유지 보수가 어렵다는데 있다.

문제 9) ③

가장 보편적으로 사용되고 있는 이더넷 시스템은 10BaseT이다.

문제 10) ④

CSMA/CD 방식은 통신 채널을 이용하여 데이터를 보낼 때, 그 순간 먼저 다른 사용자가 채널을 이용하는지를 데이터 흐름을 살펴본 다음 사용하는 방법으로 다중접근이라 한다. CSMA/CD 방식은 Ring 형 랜에서 주로 사용한다.