네트워크(Network)

네트워크(Network)

2020, Aug 30    

들어가며

당신의 네트워크 크기는 어떠한가? 정보화시대에 네트워크는 선택이 아닌 필수, 삶의 일부분이 된지 오래다. 전화로 시작한 음성전달부터 인터넷망까지 이르는 정보체계는 지구 반대편에서의 정보전달을 용이하게 할 뿐만 아니라, 인류발전의 큰 영향을 끼쳤다. 버튼만 누르면 전세계 정보를 찾고 얻을 수 있는 이 시대에 네트워크가 그 중심 역활을 하고 있다. 그렇다면 이 네트워크에 대해 컴퓨터 공학적으로 접근해 그 의미와 종류 쓰임새등에 대해 알아보자.


1. 네트워크(Network) 정의

  • 컴퓨터 네트워크(computer network)는 노드들이 자원을 공유할 수 있게 하는 디지털 전기통신망의 하나이다. 즉, 분산되어 있는 컴퓨터 혹은 하드웨어를 통신망으로 연결한 것을 말한다. 컴퓨터 네트워크에서 컴퓨팅 장치들은 노드 간 연결(데이터 링크)을 사용하여 서로에게 데이터를 교환한다. 이 데이터 링크들은 유선, 광케이블과 같은 케이블 매체, 또는 와이파이와 같은 무선 매체를 통해 확립된다.

  • 데이터를 출발시키고 라우팅시키고 종단시키는 네트워크 컴퓨터 장치들은 네트워크 노드로 부른다. 노드들은 개인용 컴퓨터, 전화, 서버, 네트워크 하드웨어와 같은 호스트를 포함할 수 있다. 이 두 장치들은 서로 직접 연결 여부에 관계 없이 하나의 장치가 다른 장치와 정보를 교환할 수 있을 때 함께 망으로 묶인다. 대부분의 경우 애플리케이션에 특화된 통신 프로토콜은 다른 더 일반적인 통신 프로토콜에 비해 계층화된다. (통신 프로토콜과 모델은 다른 글에서 자세히 다루겠다)


2. 토폴로지(Topology) 정의 및 분류

  • 통신 네트워크상에서의 토폴로지란 노드들과 이에 연결된 회선들을 포함한 네트웍의 배열이나 구성을 개념적으로 표현한 것이다. 즉, 컴퓨터 네트워크에 참여하는 요소(링크, 노드)들의 배치형태 혹은 구성 방식에따라 분류한것을 말한다.
  • 아래 그림은 물리적 그리고 논리적으로 존재하는 통신 네트워크상의 토폴로지 분류한 것이다.

Network-Topology-Type-Example

  • 2.1 - Mesh Topology
    • 네트워크상의 모든 노드를 상호 연결 혹은 모든 지점의 장치를 서로 연결한 형태로 연결성이 높으며 많은 장치와의 통신양이 많을때 유리하다.
    • 회선에 문제가 생겼을 때 다른 경로를 이용해 데이터를 전송할 수 있다는 장점이 있고 각각의 네트워크 장비는 두 개 이상의 선로를 보유하면서 같은 네트워크에 속해있는 다른 네트워크 장비에 연결한다.
    • 통신선로의 총길이가 가장 긴 네트워크로, 구조 초기 데이타 통신 네트워크의 전형적인 형태이다.
    • 공중통신망에 많이 사용하며 컴퓨터들이 각각 1대 1로 연결되어 그물 모양을 이루며 안정적임이다.
    • 여러 토폴로지가운데 설치비용 및 구축비용이 가장 비싸고, 관리하기가 어렵다는 단점이 있다.
  • 2.2 - Ring Topology
    • 컴퓨터를 하나의 원을 이루도록 연결하며, 각 장치는 고유한 주소를 가진다.
    • 케이블로 고리(loop)를 형성하고, 이 고리에는 네트워크 장비들을 설치한다.
    • 정보흐름(신호)은 단방향(시계방향)으로 원을 따라 흐르게 되고, 개별 컴퓨터들이 리피터처럼 신호를 강화하여 다음 컴퓨터로 전송하는 형식이다.
    • 하나의 컴퓨터에 이상이 발생하면 전체 네트워크에 문제가 생기고 노드의 추가 삭제가 용이하지 못하다는 단점이 있다. 즉, 노드에 문제가 발생했을 경우에 전체 네트워크가 중단될 수 있다.
  • 2.3 - Star Topology
    • 중앙집중식 구조를 가진다. 즉, 중앙에 위치한 주 노드(허브라는 중앙장치)에 연결된 케이블로 다른 노드(컴퓨터)들을 연결하는 구조이다.
    • 송신 컴퓨터가 전송한 신호는 허브를 통해 네트워크의 모든 컴퓨터로 보내어 지고, Point to point 방식으로 회선을 연결하며, 모든 장치들은 중앙 컴퓨터를 통해서만 데이터를 교환한다.
    • 장치가 고장나더라도 다른 장치에 영향을 주지 않지만, 허브라는 중앙장치가 고장났을경우 전체 네트워크 중단이라는 큰 단점이 있다.
  • 2.4 - Tree Topology
    • 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결하고 이웃하는 단말장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말장치로부터 다시 연결하는 방식을 채택한다.
    • 접속되는 단말기의 숫자에 맞는 통신장비 이용이 가능하며, multipoint 데이터 통신망으로 불리기도한다.
    • 분산처리시스템을 구성하는 방식으로 하나의 노드에 여러개의 노드가 트리형으로 연결되어 있는 형태
    • 데이터는 양방향으로 모든 노드에 전송되고 실제 사용하는 허브의 사용 방식이다.
    • 상위 노드 문제시 하위 노드 모두에 영향 미치며, 중앙 지점에서 병목현상 발생 가능성이 있다는 단점이 있다.
  • 2.5 - Bus Topology
    • 하나의 통신회선에 여러 컴퓨터를 연결해서 전송하는 방법으로, 신호와 관련이 있는 장치들만이 그들에게 주목하고, 그 외의 장치들은 그 신호를 무시한다. 즉, 본래의 신호에 코드화되어 있는 주소와 일치하는 주소를 가진 컴퓨터만이 반응한다.
    • 간선과 각 단말 장치와의 접속은 간단한 접속장치를 붙이는 것으로 가능하며 서로 가까운 거리의 장치들을 연결할 때 적절하다.
    • 장애가 발생 시에 발생지의 위치 추적이 어렵고, 버스의 연결 부위나 종단 장치에 문제가 발생하면 전체 네트워크가 중단된다. 즉, 단선 등 단순한 장애가 전체 네트워크에 영향을 주는 치명적인 단점이 있다.


3. 네트워크(Network)의 규모와 크기에 따른 종류

Network-Type-Size-Example

  • 3.1 - PAN(Personal Area Network)
    • 가장 작은규모의 네트워크이며, 약 5m 전후의 2개 이상의 전자기기들과 연결하여 통신을 할수 있다.
    • 예시로는 bluetooth와 hotspot 이 있다.
  • 3.2 - LAN(Local Area Network)
    • 1~10Km 이내 근거리 영역 네트워크이며, 개인 소유, 단일 사무실, 건물, 학교등 소규모에 있는 호스트를 연결한 네트워크 구조이다.
    • LAN의 특성은 높은 데이터 전송률과 소규모의 지리적인 범위이다.
    • 예시로는 이더넷과 Wi-Fi(WLAN)가 현재 가장 널리 사용되는 두 가지 기술이다.
  • 3.3 - MAN(Metropolitan Area Network)
    • 지역으로 제한된 WAN으로 보통 MAN은 WAN 보다 더 노픈 데이터 전송률이라는 특성을 갖는다
    • 한 도시권역에 있는 모든 도시권 통신망은 다른 도시에 있는 도시권 통신망들과 광역통신망(WAN Network)으로 다이렉트로 연결된다.
  • 3.4 - WAN(Wide Area Network)
    • 광대역 네트워크이며 도시, 지역, 국가, 국제적인 링크와 같은 넓은 영역을 커버하는 컴퓨터 네트워크이다.
    • 예시로는 인터넷(Internet)이 있다
    • WAN은 LAN과 다른 유형의 네트워크를 함께 접속하는데 사용되며, 이를 통해서 한 지역의 사용자와 컴퓨터가 다른 지역의 사용자와 컴퓨터와 통신할 수 있도록 한다.
    • 많은 WAN들은 한 조직을 위해 구축되며, 사적으로 소유된다.
    • 인터넷 서비스 제공자(ISP)가 구축한 WAN은 개별 조직의 LAN을 인터넷에 연결하는 서비스를 제공한다.
    • WAN 또한 무선화 (WWAN)될 수 있다.


4. 기타 통신망

  • 4.1 - VAN(Value Area Network)
    • 정보에 부가가치를 첨가해 불특정 다수의 이용자에게 제공하기 위해 구축된 네트워크
  • 4.2 - ISDN(Integrated Services Digital Network)
    • 하나의 회선으로 다양한 형태의 정보를 전송하는 통신망이다. S-card, NT, TA 등의 장비가 필요하고, 영상회의 등의 첨단 통신이 가능하다.
  • 4.3 - ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)
    • 비대칭형 디지털 가입자망이며, 주문형 비디오의 전송을 위해 개발되었다.
  • 4.4 - 케이블 TV망
    • 케이블 모뎀을 통해 인터넷에 고속 접속이 가능하고 일반 모뎀이나 ISDN보다 수백 배 빠른 속도로 멀티미디어 서비스를 제공한다.

마치며

네트워크의 종류, 하드웨어 소프트웨어, 구성요소, 접근방법 등 네트워크에 대한 정보는 광대하다. 앞으로 네트워크에 대해 자세히 알아볼 예정이다. Knowledge 섹션의 Network 부분을 확인하고 심층있는 공부를 이어나가도록 하자.

reference

[Image-of-Network-Main/google-Image]
[Image-of-Network-Topology-type-Example/computerhope/jargon]
[Image-of-Network-type-Example/github/feel5ny]
[Definition-of-Network/wiki]
[Definition-of-Network-Topology-Types/Javatpoint]
[Pros-cons-of-Network-Topology-types/namuwiki]
[Definition-of-Network-type/study.com/academy]

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