[데이터통신] 네트워크 - 평가기준, Topology 종류 (Mesh, Star, Bus, Ring)

본 포스팅은 McGraw-Hill Education의 Data Communications and Networking, 5th Edition By Behrouz .A Forouzan 을 참고하였습니다.

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1.2 네트워크

네트워크는 통신이 가능한 서로 연결된 (interconnection) 장치들의 모임이다. 장치란 컴퓨터, 스마트폰과 같은 호스트, 그리고 서로 다른 네트워크를 연결하는 라우터, 교환기, 모뎀들과 같은 연결장치가 될 수 있다.

1.2.1 네트워크의 평가 기준

효과적인 네트워크를 평가하는 기준은 아래와 같다.

Peformance 성능

전달시간이나 응답시간등을 측정하는 등 여러가지 방법으로 측정가능하다.

• 전달시간이란 메세지가 출발부터 도착까지 걸리는 시간
• 응답시간이란 request와 responese에 걸리는 시간

흔히 평가되는 척도는 처리율(Throughput)과 지연(delay)이다.

Reliability 신뢰성

• 고장의 빈도수와 고장이 나서 링크를 복구하는 데 걸리는 시간등을 기준으로 한다.

Security 보안

• 불법적인 접근으로 부터 데이터를 보호
• 개발이나 데이터 손실로 부터 데이터를 보호

1.2.2 물리적 구조

연결유형

네트워크는 링크를 통하여 최소 2개 이상의 장치가 연결된다. 이러한 장치들을 연결하는 2가지 방법이 존재한다.

1. point-to-point 점대점
   • 두 장치간의 전용 링크를 제공한다
   • 채널의 전체 용량은 오직 두기기 간의 전송에만 사용
   • ex ) TV와 리모컨
2. multipoint 다중점 (multidrop)
   • 3개이상의 특정 기기가 하나의 링크를 공유
   • 공간적 또는 시간적으로 나누어 공유한다

물리적 접속형태 (Topology)

topology란 물리적인 네트워크의 배치형태를 말한다. 네트워크의 접속형태는 링크와 연결된 장치, Node 간의 기하학적 표현이다. 마찬가지로 여러가지 표현형태가 존재한다.

Mesh Topology

• 모든 디바이스가 p2p로 연결된다
• $n$개의 장치에 대해 $n(n-1)/2$ 개의 duplex 링크가 필요
• $n-1$ 개의 I/O 포트가 필요
• 장점
  • 각각의 전용 링크를 가지므로 통신량의 문제가 없다
  • 견고하다
  • 보안성이 좋다
  • 결함을 쉽게 찾을 수 있다
• 단점
  • 수많은 링크와 IO포트가 요구된다
  • 설치와 재구성이 어렵다
  • 엄청난 비용이 요구된다
• 사용예 : 각 지역국은 다른 모든 지역국과 연결된다

Star Topology

• 각각의 디바이스가 허브라고 불리는 중앙제어장치에 점대점으로 연결된다
• 각 장치는 서로 직접 연결되지 않는다
• Mesh topology 에 비해 저렴하다
• 각 장치는 다른 장치와 연결하기 위해 1개의 링크와 1개의 IO포트가 필요
• 안정성이고 설치와 재구성이 쉽다
• 허브의 의존성이 높아 망가지면 시스템이 고장나버린다

Bus Topology

• multipoint 접속형태를 가진다
• 하나의 긴 케이블이 네트워크 상의 모든 장치를 연결하는 backbone이 존재
• tap과 dropline에 의해 버스에 연결된다
• 쉽게 설치가 가능하다
• 재구성이나 결함 분리가 어렵다
• 새로운 장치를 추가하기 어렵다
• 버스 케이블의 손상으로 모든 시스템이 중단될 수 있다.

Ring Topology

• 각각의 디바이스는 오직 자신에 옆에 이웃하는 장치에만 점대점으로 연결
• 신호는 링을 따라 한 반향으로만 목적지에 도달할 때까지 전송됨
• 각각의 디바이스는 Repeater 중계기를 포함하고, 신호를 받으면 이를 전달한다
• 쉽게 설치가능하다 재구성이 쉽다
• 단뱡향 전송으로 인해 링의 결함으로 전체 네트워크가 중단될 수 있다