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네트워크 토폴로지란?
기기(노드)들이 케이블이나 신호로 서로 어떻게 연결되어 있는지를 나타내는 배치 구조로, 성능·안정성·구축 비용에 직접 영향을 줍니다.
네트워크 토폴로지는 컴퓨터, 스위치, 라우터 같은 노드들이 물리적 또는 논리적으로 어떤 모양으로 연결되어 있는지를 가리킵니다. 같은 수의 기기를 연결하더라도 어떤 구조를 택하느냐에 따라 장애가 생겼을 때의 영향 범위, 케이블 구축 비용, 통신 속도가 크게 달라지기 때문에 네트워크를 설계할 때 가장 먼저 고려하는 요소 중 하나입니다.
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스타(Star) 토폴로지: 중앙 허브에 모두 연결
모든 기기가 중앙의 스위치나 라우터 한 곳에 직접 연결되는 구조로, 오늘날 가정과 사무실 네트워크의 사실상 표준입니다.
스타 토폴로지에서는 각 기기가 독립된 케이블로 중앙 장비(허브나 스위치)에 연결됩니다. 한 기기의 케이블이 끊겨도 다른 기기 통신에는 영향이 없어 장애 격리가 쉽고 문제 해결도 간단하지만, 중앙 장비 자체가 고장 나면 연결된 모든 기기가 한꺼번에 통신 불능이 되는 단일 장애점(SPOF)이라는 약점이 있습니다.
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버스(Bus) 토폴로지: 하나의 공유 회선
모든 기기가 하나의 공용 케이블(백본)에 나란히 연결되는 구조로, 초기 이더넷에서 쓰였지만 오늘날에는 거의 쓰이지 않는 방식입니다.
버스 토폴로지는 하나의 긴 케이블에 모든 기기가 분기해서 연결되고, 데이터는 이 공유 회선을 따라 전체로 전달됩니다. 케이블 하나만 있으면 되어 구축 비용이 저렴하지만, 모든 기기가 회선을 공유하므로 동시에 여러 기기가 통신하면 충돌이 발생하기 쉽고, 백본 케이블 중 한 곳만 끊어져도 네트워크 전체가 마비된다는 치명적인 단점이 있습니다. 이러한 한계 때문에 지금은 스타 토폴로지로 대체되었습니다.
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링(Ring) 토폴로지: 고리 모양으로 순환 연결
각 기기가 양옆의 기기하고만 연결되어 전체적으로 원형 고리를 이루는 구조로, 토큰링·FDDI 같은 과거 기술에서 사용되었습니다.
링 토폴로지에서는 데이터가 고리를 따라 한 방향(또는 이중 고리라면 양방향)으로 순차 전달됩니다. 각 기기가 신호를 다음 기기로 중계하는 토큰 전달 방식과 함께 쓰이던 구조로, 단일 고리에서는 한 지점만 끊어져도 전체 통신이 끊기는 취약점이 있어 이를 보완한 이중 고리(FDDI 등) 방식도 쓰였습니다. 오늘날 일반 LAN에서는 거의 자취를 감췄지만, 일부 통신사의 백본 회선 이중화 구조에는 링 개념이 여전히 응용되고 있습니다.
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메시(Mesh) 토폴로지: 여러 경로로 겹겹이 연결
기기들이 하나 이상의 경로로 서로 겹쳐 연결되는 구조로, 완전 메시는 모든 노드가 다른 모든 노드와 직접 연결되어 가장 높은 이중화를 제공합니다.
메시 토폴로지는 노드 사이에 여러 경로를 두어, 한 연결이 끊겨도 다른 경로로 우회할 수 있게 하는 구조입니다. 모든 노드가 서로 직접 연결되는 완전 메시(Full Mesh)는 안정성이 가장 높지만 연결 수가 노드 수의 제곱에 가깝게 늘어나 비용이 급격히 커지고, 일부 노드끼리만 여러 경로로 연결하는 부분 메시(Partial Mesh)가 절충안으로 많이 쓰입니다. 인터넷의 핵심 백본망이나 최근 가정에도 보급된 메시 와이파이 시스템이 이 구조를 응용한 대표적인 예입니다.
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트리(Tree)·하이브리드 토폴로지: 계층적으로 결합
스타 구조를 계층적으로 여러 단계 연결한 형태로, 기업이나 대학처럼 규모가 큰 네트워크의 코어-분배-액세스 계층 구조에 흔히 쓰입니다.
트리 토폴로지는 여러 개의 스타 네트워크를 계층 구조로 연결한 형태로, 예를 들어 각 층별 스위치(액세스 계층)가 건물 중앙 스위치(분배 계층)에 연결되고, 다시 여러 건물이 핵심 스위치(코어 계층)에 연결되는 식입니다. 이렇게 서로 다른 토폴로지를 목적에 맞게 섞어 쓰는 것을 하이브리드 토폴로지라고 부르며, 실제 기업이나 대학 캠퍼스 네트워크 대부분이 이런 계층적 하이브리드 구조로 설계되어 있습니다.
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우리 집 와이파이도 사실 스타 토폴로지입니다
집에 있는 스마트폰, 노트북, TV가 모두 공유기 하나에 무선으로 연결되는 구조는 전형적인 스타 토폴로지의 무선 버전입니다.
가정용 와이파이 네트워크에서는 모든 기기가 케이블 대신 전파로 공유기(라우터)에 연결되지만, 구조상으로는 중앙 장비 하나에 모든 노드가 직접 연결된다는 점에서 스타 토폴로지와 동일합니다. 그래서 공유기 전원이 꺼지면 집 안의 모든 기기가 한꺼번에 인터넷에 접속하지 못하게 되는데, 이는 스타 토폴로지의 단일 장애점 특성이 그대로 나타난 것입니다.