네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지(Network topology)는 통신망을 이루는 노드(컴퓨터·장비)와 회선을 어떤 모양으로 연결하는지를 나타낸 망 구성 형태이다. LAN 을 구성하는 방식으로 버스형, 링형, 스타(성)형, 망(메시)형, 트리형이 있다.

장애 영향 비교

형태	한 곳에 장애가 나면	우회 경로	신뢰성	비용·설치
버스형	중심 케이블(버스)이 끊기면 전체 통신 불가	없음	낮음	저렴, 간단
링형	노드나 회선 하나가 고장 나면 링 전체가 멈춘다(이중 링이면 반대 방향으로 우회)	단일 링은 없음	낮음	보통
스타(성)형	단말 하나의 고장은 다른 단말에 영향 없음. 그러나 중앙 허브·스위치가 고장 나면 전체 마비	없음	중앙 장치에 좌우	보통, 관리 쉬움
망(메시)형	한 회선이 끊겨도 다른 경로로 우회하므로 다른 시스템에 영향이 적다	있음	가장 높음	회선·포트가 많아 비싸고 설치가 어렵다
트리형	상위 노드가 고장 나면 그 아래 가지 전체가 끊긴다	없음	보통	확장 쉬움

• "장애가 나도 다른 시스템에 영향이 적고 우회 경로가 있어 신뢰성이 높은" 구성은 망형이다. 그래서 백본망이나 WAN 의 핵심 구간에 쓴다.
• 완전 연결 망형은 n개 노드에 n(n-1)/2 개의 회선이 필요하다. 일부 노드만 여러 경로로 잇는 부분 망형을 많이 쓴다.

연결 방식 비교

형태	노드를 잇는 방식	중앙 제어점
버스형	회선 하나를 모든 노드가 함께 쓰는 다중점(멀티포인트) 연결	없음
링형	이웃한 두 노드끼리 점 대 점으로 이어 고리를 만든다	없음
스타(성)형	중앙 제어점과 각 단말을 점 대 점으로 연결	있음
트리형	중앙 노드 아래로 가지를 치듯 계층적으로 연결	최상위 노드
망(메시)형	모든 노드가 서로 점 대 점으로 연결	없음

버스(Bus)형

• 하나의 케이블에 분기를 만들어 각 노드를 연결한다.
• 시그널의 반사를 방지하기 위해 터미네이터를(Terminators)가 사용된다.
• 확장하려면 네트워크 전체를 중지시켜야 한다.
• 케이블이 문제를 일으키면 위치를 찾기 힘들다.
• 비용은 상대적으로 저렴하다.

링(Ring)형

• 버스의 양 끝을 붙인 형태의 네트워크 형식이다.
• 한쪽 방향으로만 데이터가 전송된다.
• 가까운 거리 내의 컴퓨터를 연결할 때 사용된다.
• 모든 노드는 케이블의 폐곡선 내에 연결된다.
• 버스와 마찬가지고 선을 끊어 추가로 연결해야 한다.
• 네트워크가 설치되는 공간이 작을수록 적은 비용이 든다.

스타(Star)형

• 성형이라고도 한다. 중앙의 제어점(허브·스위치, 예전에는 호스트 컴퓨터)에 모든 단말이 각각 점 대 점(Point-to-Point) 회선으로 연결된 형태이다. 단말끼리 주고받는 데이터도 반드시 중앙을 거친다.
• 중앙의 허브를 통해 연결되며 허브를 중심으로 100m 이내에 노드들이 존재해야 한다.
• 허브의 포트가 허용하는 한 간단히 확장할 수 있다.
• 네트워크상의 노드에 문제가 생겨도 전체 네트워크에는 영향이 생기지 않는다.
• 인스톨 및 재구성이 용이하다.
• 각 장비는 단 하나의 링크와 I/O 포트를 갖는다.

망(Mesh)형

• 모든 장비가 자신을 제외한 모든 다른 장비와 전용링크를 갖는다.
• 완전 연결 메시 네트워크는 n개의 노드에 대해 n(n-1)/2 개의 물리 채널을 갖는다.
• 전용링크를 사용함으로써 고장에 견고하며 보안성이 높다.
• 모든 장비가 서로 연결되어야 하므로 설치 및 재조정이 어렵다.
• 하드웨어 포트와 케이블이 많이 필요하고 케이블 포설이 이용 공간보다 커질 수 있다.

트리(Tree)형

• 보통 공중 데이터통신 네트워크에서 주로 사용되며, 통신 회선의 총 경로가 다른 네트워크에 비교하여 가장 길다.
• node의 연결성이 높고 많은 단말기로부터 많은 양의 통신을 필요로 하는 경우엔 유리하지만, 비용이 많이 든다.