네트워크 토폴로지 유형

컴퓨터 네트워크에는 다양한 구성 요소가 서로 연결되는 다양한 방법이 있습니다. 네트워크 토폴로지 구조를 정의하는 방식과 이러한 구성 요소가 서로 연결되는 방식입니다.

c 난수

송신자와 수신자를 경유하는 노드와 연결 회선으로 구성된 네트워크 배열을 다음과 같이 지칭합니다. 네트워크 토폴로지 . 다양한 네트워크 토폴로지는 다음과 같습니다.

지점 간 토폴로지
메시 토폴로지
스타 토폴로지
버스 토폴로지
링 토폴로지
트리 토폴로지
하이브리드 토폴로지

지점 간 토폴로지

지점 간 토폴로지는 송신자와 수신자의 기능에 대해 작동하는 토폴로지 유형입니다. 이는 하나는 송신자이고 다른 하나는 수신자인 두 노드 간의 가장 간단한 통신입니다. 지점 간은 높은 대역폭을 제공합니다.

지점 간 토폴로지

메시 토폴로지

메시 토폴로지에서는 모든 장치가 특정 채널을 통해 다른 장치에 연결됩니다. Mesh Topology에서 사용되는 프로토콜은 AHCP(Ad Hoc Configuration Protocols), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 등입니다.

메시 토폴로지

그림 1 : 모든 장치는 전용 채널을 통해 다른 장치와 연결됩니다. 이러한 채널을 링크라고 합니다.

N개의 장치가 메시 토폴로지로 서로 연결되어 있다고 가정하면, 각 장치에 필요한 총 포트 수는 N-1입니다. 그림 1에서는 5개의 장치가 서로 연결되어 있으므로 각 장치에 필요한 총 포트 수는 4입니다. 필요한 총 포트 수 = N * (N-1)입니다.
N개의 장치가 메시 토폴로지로 서로 연결되어 있다고 가정하면, 이를 연결하는 데 필요한 전용 링크의 총 개수는 다음과 같습니다.^N씨₂즉, N(N-1)/2입니다. 그림 1에는 5개의 장치가 서로 연결되어 있으므로 필요한 총 링크 수는 5*4/2 = 10입니다.

메시 토폴로지의 장점

노드 간 통신은 매우 빠릅니다.
메시 토폴로지는 강력합니다.
결함은 쉽게 진단됩니다. 데이터는 전용 채널이나 링크를 통해 장치 간에 전송되므로 신뢰할 수 있습니다.
보안과 개인 정보 보호를 제공합니다.

메시 토폴로지의 단점

설치와 구성이 어렵습니다.
대량 배선이 필요하므로 케이블 비용이 높기 때문에 더 적은 수의 장치에 적합합니다.
유지 관리 비용이 높습니다.

메시 토폴로지의 일반적인 예는 다양한 인터넷 서비스 공급자가 전용 채널을 통해 서로 연결되는 인터넷 백본입니다. 이 토폴로지는 군사 통신 시스템 및 항공기 항법 시스템에도 사용됩니다.

자세한 내용은 메시 토폴로지의 장점 및 단점을 참조하세요.

스타 토폴로지

스타 토폴로지에서는 모든 장치가 케이블을 통해 단일 허브에 연결됩니다. 이 허브는 중앙 노드이고 다른 모든 노드는 중앙 노드에 연결됩니다. 허브는 본질적으로 수동적일 수 있으며, 즉 방송 장치와 같은 지능형 허브가 아닌 동시에 능동 허브로 알려진 지능형 허브일 수 있습니다. 활성 허브에는 리피터가 있습니다. 동축 케이블 또는 RJ-45 케이블은 컴퓨터를 연결하는 데 사용됩니다. 스타 토폴로지에서는 널리 사용되는 많은 이더넷 LAN 프로토콜이 CD(충돌 감지), CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 등으로 사용됩니다.

스타 토폴로지

그림 2 : 4개의 시스템이 단일 연결 지점(예: 허브)에 연결된 스타 토폴로지입니다.

스타 토폴로지의 장점

N개의 장치를 스타 토폴로지로 연결하면 이를 연결하는 데 필요한 케이블 수는 N개이므로 설정이 쉽습니다.
각 장치에는 1개의 포트만 필요합니다. 즉, 허브에 연결하려면 필요한 총 포트 수는 N입니다.
견고합니다. 하나의 링크가 실패하면 해당 링크만 영향을 미치고 그 외에는 영향을 받지 않습니다.
오류 식별 및 오류 격리가 쉽습니다.
스타 토폴로지는 저렴한 동축 케이블을 사용하므로 비용 효율적입니다.

스타 토폴로지의 단점

전체 토폴로지가 의존하는 집중 장치(허브)에 장애가 발생하면 전체 시스템이 다운됩니다.
설치 비용이 높습니다.
성능은 단일 집중 장치, 즉 허브를 기반으로 합니다.

스타 토폴로지의 일반적인 예는 모든 컴퓨터가 중앙 허브에 연결되어 있는 사무실의 LAN(근거리 통신망)입니다. 이 토폴로지는 모든 장치가 무선 액세스 포인트에 연결되는 무선 네트워크에서도 사용됩니다.

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자세한 내용은 스타 토폴로지의 장점과 단점을 참조하세요.

버스 토폴로지

버스 토폴로지는 모든 컴퓨터와 네트워크 장치가 단일 케이블에 연결되는 네트워크 유형입니다. 양방향입니다. 이는 다중 지점 연결이며 백본이 실패하면 토폴로지가 충돌하기 때문에 견고하지 않은 토폴로지입니다. 버스 토폴로지에서는 다양한 MAC(Media Access Control) 프로토콜 뒤에 TDMA, Pure Aloha, CDMA, Slotted Aloha 등과 같은 LAN 이더넷 연결이 이어집니다.

100개 중 10개

버스 토폴로지

그림 3 : 공유 백본 케이블을 사용하는 버스 토폴로지입니다. 노드는 드롭 라인을 통해 채널에 연결됩니다.

버스 토폴로지의 장점

버스 토폴로지에서 N개의 장치가 서로 연결된 경우 이를 연결하는 데 필요한 케이블 수는 1개(백본 케이블)이며 N개의 드롭 라인이 필요합니다.
동축 또는 연선 케이블은 주로 최대 10Mbps를 지원하는 버스 기반 네트워크에 사용됩니다.
케이블 비용은 다른 토폴로지에 비해 저렴하지만 소규모 네트워크를 구축하는 데 사용됩니다.
버스 토폴로지는 설치 및 문제 해결 기술이 잘 알려져 있으므로 친숙한 기술입니다.
CSMA는 이러한 유형의 토폴로지에 가장 일반적인 방법입니다.

버스 토폴로지의 단점

버스 토폴로지는 매우 간단하지만 여전히 많은 케이블이 필요합니다.
공통 케이블에 장애가 발생하면 전체 시스템이 다운됩니다.
네트워크 트래픽이 많으면 네트워크 충돌이 증가합니다. 이를 방지하기 위해 MAC 계층에서는 Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD 등 다양한 프로토콜이 사용됩니다.
네트워크에 새 장치를 추가하면 네트워크 속도가 느려집니다.
보안이 매우 낮습니다.

버스 토폴로지의 일반적인 예는 모든 장치가 단일 동축 케이블 또는 연선 케이블에 연결되는 이더넷 LAN입니다. 이 토폴로지는 케이블 TV 네트워크에서도 사용됩니다. 자세한 내용은 버스 토폴로지의 장점과 단점을 참조하세요.

링 토폴로지

링 토폴로지(Ring Topology)에서는 정확히 두 개의 인접 장치와 장치를 연결하는 링을 형성합니다. 노드 수가 많은 링 토폴로지에서는 다수의 리피터가 사용됩니다. 왜냐하면 누군가 100개 노드가 있는 링 토폴로지의 마지막 노드에 일부 데이터를 보내려면 데이터가 99개 노드를 거쳐 100번째 노드에 도달해야 하기 때문입니다. 마디. 따라서 데이터 손실을 방지하기 위해 네트워크에서 리피터가 사용됩니다.

데이터는 단방향, 즉 단방향으로 흐르지만 각 네트워크 노드 사이에 2개의 연결을 가짐으로써 양방향으로 이루어질 수 있으며 이를 듀얼 링 토폴로지라고 합니다. In-Ring 토폴로지인 Token Ring Passing 프로토콜은 워크스테이션에서 데이터를 전송하는 데 사용됩니다.

링 토폴로지

그림 4 : 링 토폴로지는 각각 링을 형성하는 4개의 스테이션으로 구성됩니다.

링 토폴로지의 가장 일반적인 액세스 방법은 토큰 전달입니다.

토큰 전달: 토큰이 한 노드에서 다른 노드로 전달되는 네트워크 액세스 방법입니다.
토큰: 네트워크를 순환하는 프레임입니다.

링 토폴로지의 작동

한 역은 다음과 같이 알려져 있습니다. 감시 장치 운영을 수행하는 데 모든 책임을 지는 스테이션입니다.
데이터를 전송하려면 스테이션이 토큰을 보유해야 합니다. 전송이 완료되면 토큰은 다른 스테이션에서 사용할 수 있도록 공개됩니다.
어떤 스테이션도 데이터를 전송하지 않으면 토큰은 링에서 순환됩니다.
토큰 릴리스 기술에는 두 가지 유형이 있습니다. 조기 토큰 출시 데이터를 전송한 직후 토큰을 해제하고 지연된 토큰 출시 수신자로부터 승인을 받은 후 토큰을 해제합니다.

링 토폴로지의 장점

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데이터 전송 속도가 빠릅니다.
이 유형의 토폴로지에서는 충돌 가능성이 최소화됩니다.
설치 및 확장 비용이 저렴합니다.
스타 토폴로지보다 비용이 저렴합니다.

링 토폴로지의 단점

네트워크의 단일 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 장애가 발생할 수 있습니다.
이 토폴로지에서는 문제 해결이 어렵습니다.
스테이션 사이에 스테이션을 추가하거나 스테이션을 제거하면 전체 토폴로지가 방해받을 수 있습니다.
덜 안전합니다.

자세한 내용은 링 토폴로지의 장점과 단점을 참조하세요.

트리 토폴로지

이 토폴로지는 스타 토폴로지의 변형입니다. 이 토폴로지에는 계층적 데이터 흐름이 있습니다. 트리 토폴로지에서는 DHCP 및 SAC(Standard Automatic Configuration)와 같은 프로토콜이 사용됩니다.

트리 토폴로지

그림 5 : 중계기가 들어 있는 중앙 허브에 다양한 보조 허브가 연결됩니다. 이 데이터는 위에서 아래로, 즉 중앙 허브에서 보조 허브로, 그런 다음 장치로, 또는 아래에서 위로, 즉 장치에서 보조 허브로, 그리고 중앙 허브로 흐릅니다. 이는 다중 지점 연결이며 백본이 실패하면 토폴로지가 충돌하기 때문에 견고하지 않은 토폴로지입니다.

트리 토폴로지의 장점

단일 중앙 허브에 더 많은 장치를 연결할 수 있으므로 신호가 장치에 전달되는 거리가 줄어듭니다.
이를 통해 네트워크를 격리하고 다른 컴퓨터에서 우선순위를 지정할 수도 있습니다.
우리는 추가할 수 있습니다 기존 네트워크에 새로운 장치를 추가합니다.
오류 감지 그리고 오류 수정 트리 토폴로지에서는 매우 쉽습니다.

트리 토폴로지의 단점

C 언어의 구조 배열

중앙 허브에 오류가 발생하면 전체 시스템에 오류가 발생합니다.
케이블링 때문에 비용이 많이 듭니다.
새로운 장치가 추가되면 재구성이 어려워집니다.

트리 토폴로지의 일반적인 예는 대규모 조직의 계층 구조입니다. 트리 맨 위에는 회사의 다양한 부서 또는 사업부(하위 노드)에 연결된 CEO가 있습니다. 각 부서에는 서로 다른 팀(손자 노드)을 감독하는 관리자가 포함된 자체 계층 구조가 있습니다. 팀 구성원(리프 노드)은 계층 구조의 맨 아래에 있으며 해당 관리자 및 부서에 연결됩니다.

자세한 내용은 트리 토폴로지의 장점 및 단점을 참조하세요.

하이브리드 토폴로지

이 토폴로지 기술은 위에서 연구한 다양한 유형의 토폴로지를 모두 결합한 것입니다. 하이브리드 토폴로지는 노드가 어떤 형태로든 자유롭게 사용될 때 사용됩니다. 이는 링 또는 스타 토폴로지와 같은 개별 토폴로지일 수도 있고 위에 표시된 다양한 유형의 토폴로지 조합일 수도 있음을 의미합니다. 각 개별 토폴로지는 앞에서 설명한 프로토콜을 사용합니다.

하이브리드 토폴로지

그림 6 : 위 그림은 Hybrid 토폴로지의 구조를 보여줍니다. 보시다시피 여기에는 다양한 유형의 네트워크가 조합되어 있습니다.

하이브리드 토폴로지의 장점

이 토폴로지는 매우 유연하다 .
네트워크 규모는 다음과 같이 쉽게 확장할 수 있습니다. 새로운 장치를 추가합니다.

하이브리드 토폴로지의 단점

그것은 도전적이다 건축물을 디자인하다 하이브리드 네트워크의.
허브 이 토폴로지에 사용되는 것은 매우 비싸다.
하이브리드 네트워크로서 인프라 비용이 매우 높음 많은 케이블과 네트워크 장치가 필요함 .

하이브리드 토폴로지의 일반적인 예는 대학 캠퍼스 네트워크입니다. 네트워크는 스타 토폴로지의 백본을 가질 수 있으며, 각 건물은 스위치나 라우터를 통해 백본에 연결됩니다. 각 건물 내에는 서로 다른 방과 사무실을 연결하는 버스 또는 링 토폴로지가 있을 수 있습니다. 무선 액세스 포인트는 무선 장치용 메시 토폴로지도 생성합니다. 이 하이브리드 토폴로지는 서로 다른 건물 간의 효율적인 통신을 허용하는 동시에 각 건물 내에서 유연성과 중복성을 제공합니다.

자세한 내용은 하이브리드 토폴로지의 장점과 단점을 참조하세요.