8. 네트워크의 기초 [네트워크 토폴로지]

네트워크의 기초

출처 : 면접을 위한 CS전공지식 노트(책 / 강의)

 

네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지는, 네트워크의 설계를 말하는 것이다

즉 노드와 링크가 어떤 식으로 연결이 되어 있는지를 알려준다

 

 

버스 토폴로지

 

특징

• 하나의 회선 통해서 여러 노드들이 연결이 되어 있다
• 노드를 추가 또는 삭제하기 쉽다

 

장점

• 노드를 추가 또는 삭제하기 쉽다
  • 회선에 연결되어 있는 노드를 그냥 설치하거나, 빼면 된다
• 비용이 적다
• 하나의 노드에 에러가 생겨도, 다른 노드에 영향을 미치지 않는다

 

단점

• 하나의 회선을 사용하기 때문에, 회선에 문제가 생길 경우, 모든 노드에 문제가 발생한다
• 트래픽이 매우 한정되어 있다
  • 모든 노드들이 하나의 회선을 사용한다. 즉 제한된 대역폭에서 노드끼리 데이터를 서로 주고 받는다.
  • 대한민국 국민이 사용할 수 있는 고속도로가 딱 한 개 밖에 없다고 생각하면 된다

 

 

스타 토폴로지

 

특징

• 버스와 비슷한데, 버스는 하나의 회선으로 노드들을 연결 했으면, 스타는 중앙 노드를 기준으로 노드들이 연결되어 있다
• 그림처럼, 중앙의 노드를 기준으로 여러 노드들이 연결이 되어 있다
• 중앙 노드에 연결하는 것이라서, 버스처럼 설치 또는 삭제가 쉽다

 

장점

• 중앙 노드 외에, 다른 노드에 문제가 발생하더라도, 다른 노드에 영향을 미치지 않는다
  • 링크도 같다
• 왠만해서 중앙 노드를 통해 에러를 발견하거나, 데이터 간의 충돌을 막을 수 있다
  • 즉 에러 제어를 할 수 있

 

단점

• 중앙 노드에서 문제가 발생하면, 전체 노드에 영향을 미친다
• 설치하는 비용이 매우 비싸다

 

 

트리 토폴로지

특징

• 계층형 토폴로지라고도 한다
• 버스와 스타 토폴로지의 하이브리드 형태이

 

장점

• 최하단 노드 (리프 노드)의 추가 또는 삭제가 쉽다
  • 즉 노드 확장이 가능하다
• 제일 최하단 노드 (리프 노드)에 문제가 발생해도, 다른 노드에 영향을 미치지 않는다

 

단점

• 최하단이 아닌 다른 노드에 문제가 발생하면, 그 노드 기준으로 하위 노드들에게 영향을 미친다
  • 즉 루트 노드에 문제가 발생하면, 네트워크 전체에 문제가 발생하는 것이

 

 

링 토폴로지

 

특징

• 각각의 노드가 양 옆의 노드로 연결되어, 하나의 링을 만든다

 

장점

• 노드를 추가 또는 삭제를 쉽게 할 수 있다
  • 링크를 잘라서 두 노드 사이에 노드를 추가한다
  • 노드 연결을 삭제하고, 양 옆에 있던 노드들끼리 연결 시키면 된다
• 데이터 손실이 없다 / 토큰 기반으로 데이터를 전송한다
  • 데이터가 노드들을 거치면서 통신권한 여부를 따지고, 권한에 따라 데이터를 받거나, 받지 않고, 다음 노드에 넘겨준다
• 모든 노드가 링 형태로 연결이 되어 있기 때문에, 고장난 노드를 빠르게 찾을 수 있다

 

단점

• 고장난 노드 또는 링크를 빠르게 찾을 수 있지만, 문제가 생기면 전체 네트워크에 영향을 미친다
• 토큰이 없는 노드는 데이터 공유가 안 된다

 

 

메시 토폴로지

 

특징

• 모든 노드가 연결되어 있다

 

장점

• 모든 노드가 연결이 되어있기 때문에, 트래픽을 분산시킬 수 있다
• 하나의 노드에 문제가 발생해도, 네트워크에 영향을 끼치지 않는다

 

단점

• 노드 추가 삭제가 어렵다
  • 모든 노드들이 연결되어 있기 때문에, 노드를 추가 할 때에는, 네트워크에 연결되어 있는 모든 노드들과 연결을 해야 한다
  • 노드를 삭제할 때에는, 연결되어 있는 모든 노드들과 연결을 끊어야 한다
  • 위 그림 예시) Node 1을 삭제할 때에, Node2 , Node 4, Node 3, Node 5와 연결을 끊어야 한다
• 풀 메시 토폴로지는, n * (n-1) / 2 의 회선이 필요하다
  • 즉 비용이 많이 든다는 것이다

 

 

병목 현상

웹 상에서도, 갑자기 많은 이용자가 서비스를 사용하게 된다면 서버를 마비시킬 수 있다

• 이러한 병목 현상을 개선하기 위해, 토폴로지를 보게 된다
• 네트워크 토폴로지 내에, 병목 현상이 보이는 링크를 찾아서, 링크를 늘려서 트래픽을 분산시킬 수 있다

 

ping (Packet Internet Groper)

네트워크 상태를 확인하려고 하는 노드 대상에게 일정한 패킷을 보내는 명령어다

네트워크가 잘 연결이 되어 있으면, 패킷의 수신 상태와 도착할 때까지 걸린 시간을 확인할 수 있다

• TCP/IP 프로토콜 중 ICMP 프로토콜을 통해 작동하여, ICMP 프로토콜을 지원하지 않으면 작동이 안 된다
• traceroute을 차단하는 대상도 ping이 불가능하다

 

netstat

네트워크 스탯으로 접속되어 있는 서비스들을 확인하는 명령어다

 

nslookup

DNS, 도메인 네임 시스템에 관련된 내용을 확인한다

원래 서비스마다, 숫자로 된 주소가 있다

이 주소를 사람들이 읽기 쉽도록 도메인 네임 시스템을 도입했다

예시) 구글의 도메인 네밍 = www.google.com / 원래 주소 = **8.8.8.8**

 

tracert

목적지 노드까지의 경로를 추적해주는 것이다