네트워크 설계 시 사용하는 네트워크 유형 및 토폴로지

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모든 네트워크는 동일한 보안 원칙을 바탕으로 구축됩니다. 조직의 로컬 또는 클라우드 기반 네트워크를 설계하고 구축할 때 이러한 원칙을 적용할 수 있습니다. 네트워크를 구축할 때는 다양한 네트워크 유형, 토폴로지 및 용도에 대해 알고 있어야 합니다.

이 단원에서는 인터넷 기반 네트워크를 만드는 데 사용하는 몇 가지 일반적인 유형의 네트워크 토폴로지를 살펴봅니다.

네트워크란?

네트워크는 일반적으로 컴퓨터, 스위치, 라우터, 프린터 및 서버로 구성되는 네트워크 지원 디바이스 모음입니다. 네트워크는 일상생활의 필수 요소로, 가정과 직장 및 공공 장소에 존재합니다. 네트워크를 사용하면 어떤 유형의 네트워크 사용 장치도 통신할 수 있습니다.

네트워크 유형

네트워크는 저마다 규모, 형태, 사용량이 다릅니다. 다양한 네트워크 유형은 쉽게 식별할 수 있도록 다음 네트워크 범주 중 하나로 분류됩니다.

  • 개인 영역 네트워크
  • 로컬 영역 네트워크
  • 도시 지역 통신망
  • 광역 네트워크

개인 영역 네트워크란?

PAN(개인 영역 네트워크)은 개인의 네트워킹 필요를 충족합니다. PAN의 예는 스마트폰, 스마트 워치, 태블릿, 노트북이 액세스 포인트나 기타 타사 네트워크 서비스에 연결하지 않고도 모두 연결되어 데이터를 공유하는 데 있습니다. 일반적으로 PAN 네트워크는 저전력 단거리 데이터 공유 기능을 제공하는 Bluetooth®를 사용하여 통신합니다. PAN에 연결된 표준 네트워크는 Bluetooth 및 IEEE 802.15입니다.

로컬 영역 네트워크란?

LAN(Local Area Network)은 사무실, 학교, 대학교, 병원, 공항과 같은 단일 위치를 중심으로 네트워킹 요구를 제공합니다. 일반적으로 LAN은 개인이 소유하며, 액세스하려면 인증 및 권한 부여가 필요합니다. 네트워크에는 다양한 유형이 있지만 LAN을 가장 자주 사용합니다.

도시 지역 통신망이란?

도시 지역 네트워크 다이어그램

MAN(도시 지역 통신망)은 도시나 대도시권 내의 서로 다른 위치 간에 네트워킹 기능을 지원하는 광범위한 단일 네트워크를 제공합니다. 일반적으로 MAN에는 MAN에 가입한 각 LAN 간의 전용 보안 연결이 필요합니다.

광역 네트워크란?

WAN(광역 네트워크)은 지역적으로 또는 전 세계적으로 서로 다른 지리적 위치 간에 네트워킹 기능을 제공합니다. 예를 들어 WAN은 조직의 본사와 전국의 지사를 연결하는 데 사용됩니다. WAN은 여러 LAN을 연결하여 하나의 강력한 네트워크를 만듭니다. WAN에서는 VPN(가상 사설망)을 사용하여 여러 LAN 간의 연결을 관리합니다.

LAN 네트워크와 WAN 네트워크의 차이점

LAN과 WAN은 여러 측면에서 다릅니다. 이러한 차이점을 알면 이러한 네트워크에 배포할 서비스를 더 쉽게 계획할 수 있습니다.

랜 WAN
LAN은 일반적으로 단일 건물에 포함된 개인 운영 네트워크입니다. WAN은 지리적으로 떨어진 사무실을 서로 연결하는 데 사용합니다. 다양한 조직에서 WAN을 사용합니다.
LAN은 10Gbps 이상의 속도로 작동합니다. WAN은 일반적으로 1Gbps 미만으로 작동합니다.
LAN은 다른 네트워크 유형에 비해 덜 정체됩니다. WAN은 다른 네트워크 유형에 비해 더 정체됩니다.
LAN은 사내에서 관리 및 운영할 수 있습니다. WAN은 대부분의 경우 타사가 구성 및 설정해야 하므로, 비용이 증가합니다.

네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지는 네트워크의 물리적 구성을 설명합니다. LAN을 설계할 때 선택할 수 있는 4가지 토폴로지를 살펴보겠습니다. 관련 토폴로지는 다음과 같습니다.

  • 버스
  • 링
  • 메시
  • 별모양

버스 토폴로지

단일 네트워크 세그먼트에 연결된 5개의 노드를 표시하는 버스 토폴로지의 다이어그램

버스 토폴로지에서 각 네트워크 디바이스는 단일 네트워크 케이블에 연결됩니다. 가장 간단한 네트워크 유형을 구현하는 경우에도 제한 사항이 있습니다. 첫 번째 제한은 기본 케이블 또는 버스의 길이입니다. 시간이 길수록 신호 드롭아웃 가능성이 높아집니다. 이러한 제한은 네트워크의 물리적 레이아웃을 제한합니다. 모든 디바이스가 물리적으로 서로 가까운 곳, 예를 들면 같은 방에 있어야 합니다. 마지막으로, 버스 케이블이 끊어지면 전체 네트워크에 장애가 발생합니다.

링 토폴로지

링에 연결된 노드를 보여 주는 링 토폴로지의 다이어그램.

링 토폴로지에서는 각 네트워크 디바이스가 해당 환경에 연결되어 링을 형성합니다. 이 형식의 네트워크는 버스 토폴로지보다 복원력이 뛰어납니다. 케이블 링의 중단은 네트워크 성능에도 영향을 줍니다.

메시 토폴로지

모든 노드가 다른 모든 노드에 연결되는 메시 토폴로지의 다이어그램.

메시 토폴로지는 실제 메시 또는 논리적 메시로 설명됩니다.

실제 메시에서 각 네트워크 디바이스는 네트워크의 다른 모든 네트워크 디바이스에 연결됩니다. 네트워크의 복원력은 크게 증가하지만, 모든 디바이스를 연결하기 때문에 물리적 오버헤드가 발생합니다. 현재는 소수의 네트워크만 풀 메시로 구축됩니다. 대부분의 네트워크에서는 부분 메시를 사용합니다. 부분 메시에서는 일부 머신은 상호 연결되지만 다른 머신은 같은 디바이스를 통해 연결됩니다.

실제 메시 네트워크와 논리 네트워크 간에는 미묘한 차이가 있다는 점을 유의하세요. 대부분의 최신 네트워크는 메시 기반인데, 각 디바이스가 네트워크 상의 다른 모든 디바이스를 확인하고 통신할 수 있기 때문입니다. 그러나 이 토폴로지는 논리 메시 네트워크를 설명하며 주로 네트워크 프로토콜을 사용하여 수행됩니다.

별모양 토폴로지

단일 노드가 다른 모든 노드에 연결된 별모양 토폴로지의 다이어그램.

별모양 토폴로지는 가장 일반적으로 사용되는 네트워크 토폴로지입니다. 각 네트워크 디바이스는 중앙 집중식 허브 또는 스위치에 연결됩니다. 스위치와 허브를 함께 연결하여 더 광범위한 네트워크를 확장하고 빌드할 수 있습니다. 현재까지는 이 유형의 토폴로지가 가장 강력하고 확장 가능합니다.

이더넷

이더넷은 유선 기반 LAN 네트워크의 동의어이며, MAN 네트워크와 WAN 네트워크에도 사용되는 네트워킹 표준입니다. 이더넷은 ARCNET과 토큰 링 같은 다른 유선 LAN 기술을 대체하며, 업계 표준입니다.

이더넷은 유선 네트워크에 연결되지만 광섬유 링크를 통해서도 사용하므로 유선 네트워크로 제한되지 않는다는 점에 유의하세요.

이더넷 표준은 데이터 전송, 오류 처리 및 성능 임계값에 대한 프레임워크를 정의합니다. 이더넷 네트워크를 구성하는 규칙과 네트워크의 각 요소가 상호 작용하는 방식을 설명합니다.

이더넷은 OSI 모델의 데이터 연결 및 물리적 계층에서 사용합니다. 이더넷은 IEEE 802.3 표준의 기본 토대였습니다. 이 표준은 네트워크 및 하드웨어 개발을 통합하는 데 도움이 되었습니다.

이더넷은 지속적으로 발전하는 표준이며, 최초 버전은 겨우 2.94Mbps의 데이터 전송 속도를 지원했습니다. 속도 향상에 대한 수요를 충족하고자, 최근 몇 년 동안 새 버전 출시가 반복되었습니다. 현재는 속도가 최대 400Gbps에 달합니다.

고속 이더넷

고속 이더넷(IEEE 802.3 u)은 최대 100Mbps의 데이터 전송 속도를 지원하기 위해 개발되었습니다. 고속 이더넷을 100BASE-FX(TX 표준)라고도 합니다.

기가비트 이더넷

기가비트 이더넷(IEEE 802.3ab)은 스트리밍 멀티미디어 및 VoIP(Voice over IP) 같은 서비스를 지원하는 고속 통신 네트워크를 제공할 목적으로 개발되었습니다. 1000BASE-T 표준은 100BASE-TX 표준보다 10배 빠르게 실행됩니다. 현재 기가비트 이더넷은 802.3 표준에 포함되며, 엔터프라이즈 네트워크에 권장됩니다. 새로운 표준은 100BASE-T 및 이전 10BASE-T 표준과 호환됩니다.

10기가비트 이더넷

10기가비트 이더넷(IEEE 802.3ae) 표준은 공칭 데이터 전송 속도가 10Gbps이며, 이는 이전 표준보다 10배 빠른 속도입니다. 이 속도 향상은 광섬유를 사용하는 경우에만 가능합니다. 현재 이 표준은 모든 노드에 데이터를 브로드캐스트하는 대신 영역 기반 라우팅을 사용하는 10기가비트 이더넷 네트워크를 요구합니다. 이렇게 하면 네트워크 노이즈와 트래픽이 줄어듭니다.

테라비트 이더넷

테라비트 이더넷은 200Gbps 및 400Gbps의 데이터 전송 속도를 제공합니다. 테라비트 이더넷은 향후 800Gbps 및 1.6Tbps의 속도를 제공할 것으로 예상됩니다.

Azure의 네트워크

Azure는 다양한 네트워킹 도구와 서비스를 제공합니다.

Azure Virtual Network

웹 서버 및 서버를 분리하기 위해 가상 네트워크 범위에서 IP 주소가 할당된 SQL 서버가 있는 가상 네트워크 설계를 보여 주는 다이어그램.

Azure Virtual Network를 사용하면 실제 온-프레미스 네트워크의 구조를 에뮬레이트하는 복잡한 가상 네트워크를 구축할 수 있습니다. 클라우드 기반 가상 네트워크를 프로비전하고 관리할 수 있습니다. Azure Virtual Network를 사용하면 온-프레미스 네트워크와 통합되는 하이브리드 가상 네트워크를 만들 수도 있습니다.

연결 서비스

온-프레미스 네트워크와 Azure Virtual Network 인스턴스 간에 대기 시간이 짧은 고대역폭 연결이 필요한 경우 다음 두 가지 옵션을 사용할 수 있습니다.

  • Azure 게이트웨이를 통한 VPN 연결
  • Azure ExpressRoute를 통한 전용 연결

ExpressRoute는 안전한 지점 간 서비스입니다. 해당 서비스를 이용하기 위해 타사 연결 파트너는 사용자 대신 ExpressRoute 회로를 제공하고 호스트할 수 있습니다.