[네트워크] 네트워크 토폴로지와 병목현상

 

네트워크 토폴로지(network topology)

노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태

 

네트워크 토폴로지 종류

• 트리 토폴로지
• 버스 토폴로지
• 스타 토폴로지
• 링형 토폴로지
• 메시 토폴로지

 

트리(tree) 토폴로지

계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성이다.

 

특징

• 노드의 추가, 삭제가 쉽다.
• 특정 노드에 트래픽이 집중될때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있음

 

버스(bus) 토폴로지

중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성

근거리 통신망(LAN)에 사용

 

특징

• 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉬움
• 그러나 스푸핑이 가능한 문제점이 있음

 

스푸핑

LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것

 

원래

송신부 → 수신부

 

스푸핑 적용시

송신부 → 악의적인 노드 → 수신부

 

스푸핑을 적용하면 올바르게 수신부로 가야 할 패킷이 악의적인 노드에 전달됨

 

스타(star, 성형) 토폴로지

중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성이다.

 

특징

• 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고, 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다.
• 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있다.
• 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다.
• 하지만 중앙 노드에 장에가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 비싸다.

 

링형(ring) 토폴로지

각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신하는 망 구성 방식

데이터는 노드에서 노드로 이동을 하게 되며, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리함

 

특징

• 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없다.
• 충돌이 발생하는 가능성이 적다.
• 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다.
• 하지만 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼친다.

 

메시(mesh) 토폴로지

망형 토폴로지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조이다.

 

• 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있다.
• 트래픽도 분산 처리가 가능
• 하지만 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 비싸다.

 

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병목 현상 (bottleneck)

병목(bottleneck) 현상은 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다.

예를 들어 병의 몸통보다 병의 목 부분 내부 지름이 좁아서 물이 상대적으로 천천히 쏟아지는 것에 비유할 수 있다. 서비스에서 이벤트를 열었을 때 트래픽이 많이 생기고 그 트래픽을 잘 관리하지 못하면 병목 현상이 생겨 사용자는 웹 사이트로 들어가지 못한다.

 

네트워크의 구조라고 일컫는 토폴로지가 중요한 이유는 병목현상을 찾을 때 중요한 기준이 된다.

ex) 서비스를 만들었는데, 병목 현상이 일어나서 사용자가 서비스를 이용할 때 지연 시간이 길게 발생

관리자가 지연 시간을 짧게 만들기 위해 대역폭을 크게 설정했지만 성능이 개선되지 않음

→ 관리자가 네트워크 토폴로지가 어떻게 되어 있나 확인했고, 서버와 서버 간 그리고 게이트웨이로 이어지는 회선을 추가

→ 병목 현상을 해결

네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또한 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게 해결 가능

 

 

참고 : *면접을 위한 CS 전공지식 노트*