링 네트워크
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1. 개요
링 네트워크는 각 장치가 원형으로 연결되어 데이터를 전송하는 네트워크 토폴로지이다. 모든 장치가 토큰에 접근하여 순차적으로 전송 기회를 얻는 정돈된 네트워크로, 부하가 높을 때 버스형 토폴로지보다 성능이 우수하고, 중앙 서버가 필요 없으며, 점대점 회선 구성으로 설치 및 재구성이 용이하고 결함 식별 및 격리가 쉽다. 양방향 링의 경우 링 보호 재구성이 빠르고, 충돌 완화에 도움이 된다. 하지만, 단일 장치의 문제 발생 시 전체 네트워크에 영향을 미치고, 장치 변경 시 네트워크에 영향을 주며, 통신 지연이 발생하고, 대역폭이 공유되며, 스타형 토폴로지보다 구성이 어렵다는 단점이 있다. 링 네트워크는 슬롯 방식, 토큰 방식, 레지스터 삽입 방식 등의 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜을 사용하며, 토큰 링과 링 토폴로지, 링의 충돌 방지, 토큰 패싱과 링에 대한 오해가 존재한다.
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| 링 네트워크 | |
|---|---|
| 네트워크 토폴로지 | |
| 유형 | 네트워크 토폴로지 |
| 설명 | 각 노드가 정확히 두 개의 다른 노드에 연결되어 단일 연속 경로를 형성하는 네트워크 토폴로지이며, 링을 형성한다. |
| 특징 | |
| 데이터 전송 방향 | 단방향 (한 방향으로만 데이터 전송) 양방향 (두 방향으로 데이터 전송) |
| 장점 | 설치 및 관리가 용이함 모든 노드가 동일한 접근 권한을 가짐 충돌이 적음 |
| 단점 | 노드 추가/제거가 네트워크에 영향을 줄 수 있음 하나의 노드 고장이 전체 네트워크에 영향 데이터 전송 지연 발생 가능 |
| 동작 방식 | |
| 토큰 전달 | 데이터를 전송할 권한을 가진 특수 프레임인 토큰이 링을 따라 순환하며, 토큰을 가진 노드만 데이터를 전송할 수 있다. |
| 충돌 방지 | 토큰 전달 방식을 통해 데이터 충돌을 방지한다. |
| 활용 | |
| LAN (근거리 통신망) | 과거 LAN 환경에서 사용되었으나, 현재는 다른 토폴로지에 비해 사용 빈도가 낮다. |
| MAN (도시권 통신망) | 도시 전체를 연결하는 네트워크에서 사용될 수 있다. |
| 기타 | |
| 관련 용어 | 토폴로지 (네트워크) 이더넷 토큰 링 |
2. 장점
링 네트워크는 모든 장치가 순차적으로 토큰에 접근하여 데이터를 전송할 수 있는 환경을 제공한다. 각 장치는 양쪽에 있는 장치와 점대점 회선으로 연결되어 있어 설치 및 재구성이 쉽고, 결함을 쉽게 식별하고 격리할 수 있다.[5] 또한, 양방향 링의 회선 결함에 대한 링 보호 재구성은 매우 빠르게 수행될 수 있으며, 트래픽은 개별적인 경로 재지정이 필요하지 않다.[5]
2. 1. 순차적 접근
모든 장치는 토큰에 접근하여 전송할 기회를 순차적으로 얻는 정돈된 네트워크이다. 버스형 토폴로지보다 네트워크 부하가 클 때 성능이 더 좋다.[5] 컴퓨터 간 연결을 관리하는 중앙 노드는 필요하지 않다.[5]2. 2. 높은 부하에서의 성능
네트워크 부하가 클 때 버스형 토폴로지보다 성능이 우수하며, 모든 장치가 토큰에 접근하여 전송할 기회를 갖는 정돈된 네트워크이다.[5] 링 토폴로지는 네트워크에서 충돌을 완화하는 데 도움이 된다.[5]2. 3. 중앙 서버 불필요
링 네트워크에서는 컴퓨터 간의 연결을 관리하기 위한 중앙 네트워크 서버가 필요없다.[5] 모든 장치가 토큰에 접근하여 전송할 기회를 갖는 매우 정돈된 네트워크이다.[5]2. 4. 설치 및 재구성 용이성
각 장치가 바로 옆 장치에 연결되는 점대점 회선 구성으로 인해 장치를 추가하거나 제거할 때 두 개의 연결만 이동하면 되므로 설치 및 재구성이 매우 쉽다.[5]2. 5. 결함 식별 및 격리 용이성
링 네트워크는 점대점 회선 구성으로 인해 결함을 쉽게 식별하고 격리할 수 있다.[5]2. 6. 빠른 링 보호 재구성
양방향 링의 회선 결함에 대한 링 보호 재구성은 스위칭이 높은 수준에서 발생하므로 매우 빠를 수 있으며, 따라서 트래픽의 개별적인 경로 재지정이 필요하지 않다.[5]2. 7. 충돌 완화
링 네트워크는 모든 장치가 토큰에 접근하여 전송할 기회를 갖는 매우 순차적인 네트워크이다. 버스형 토폴로지보다 네트워크 부하가 클 때 더 나은 성능을 발휘하며,[5] 컴퓨터 간 연결을 관리하는 중앙 노드가 필요하지 않다.[5]3. 단점
링 네트워크는 하나의 장치에 문제가 생기면 전체 네트워크에 영향을 줄 수 있다는 취약점을 가지고 있다. 또한, 일반적인 부하 환경에서는 이더넷 망보다 느리며, 네트워크 어댑터 카드나 MAU가 이더넷 카드나 허브보다 훨씬 비싸다.[6]
3. 1. 단일 지점 오류
링 네트워크에서 하나의 워크스테이션이나 포트가 고장나면 전체 네트워크에 문제가 생길 수 있다. 이러한 문제는 이중 링을 사용하거나 단선을 차단하는 스위치를 설치하여 해결할 수 있다.[6]3. 2. 장치 변경의 영향
장치를 이동, 추가 및 변경하는 것은 네트워크에 영향을 줄 수 있다.[6][7]3. 3. 통신 지연
통신 지연은 네트워크의 노드 수에 정비례하여 증가한다.[6]3. 4. 대역폭 공유
대역폭은 장치 간의 모든 링크에서 공유된다.[7]3. 5. 구성의 어려움
링 네트워크는 스타형 토폴로지보다 구성하기가 더 어렵다.[7] 노드를 부착하려면 링을 종료하고 재구성해야 하기 때문이다. 또한, 장치를 이동, 추가 및 변경할 때 네트워크에 영향을 줄 수 있다.[6]4. 접근 프로토콜
링 네트워크는 회선, 패킷 또는 이 둘의 조합을 전송하는 데 사용될 수 있다. SDH 링은 회선을 전송한다. 회선은 대역 외 신호 프로토콜을 사용하여 설정되는 반면, 패킷은 일반적으로 매체 접근 제어 프로토콜(MAC)을 통해 전송된다.[1]
4. 1. 매체 접근 제어 (MAC) 프로토콜
매체 접근 제어 프로토콜(MAC)은 어떤 스테이션이 언제 전송할지를 결정한다. 모든 MAC 프로토콜과 마찬가지로, 경합을 해결하고 공정성을 제공하는 것이 목표이다.[1] 링 네트워크를 위한 매체 접근 제어 프로토콜에는 슬롯 방식, 토큰 방식, 레지스터 삽입 방식 등 세 가지 주요 클래스가 있다.[1]4. 1. 1. 슬롯 방식
슬롯 방식 링은 링 네트워크의 지연 시간을 영구적으로 회전하는 큰 시프트 레지스터처럼 작동한다. 고정된 크기의 슬롯으로 포맷되며, 슬롯 헤더의 제어 플래그를 통해 슬롯이 채워져 있는지 비어 있는지 표시된다.[1] 전송을 원하는 스테이션은 빈 슬롯을 기다린 다음 데이터를 넣는다.[1] 다른 스테이션은 데이터를 복사하고 슬롯을 해제할 수 있으며, 슬롯은 이를 해제한 소스로 다시 순환할 수도 있다.[1] 송신자가 즉시 다시 사용하지 못하도록 하는 원본 해제의 장점은 다른 모든 스테이션이 먼저 사용할 기회를 얻어 대역폭 독점을 방지한다는 것이다.[1] 슬롯 방식 링의 대표적인 예는 케임브리지 링이다.[1]5. 오해
일반적으로 링 네트워크와 관련하여 다음과 같은 몇 가지 오해가 존재한다.
- 토큰 링과 링 토폴로지: 802.5 (토큰 링) 네트워크는 레이어 1에서 링 토폴로지를 사용하지 않는다. 레이어 2에서 링을 ''모방''하지만, 레이어 1에서는 물리적 스타 토폴로지를 사용한다.
- 링과 충돌 방지: '링'이라는 용어는 케이블의 레이아웃만을 의미한다.[1] 링이 아니라 토큰 패싱이 충돌을 방지한다.[1]
- 토큰 패싱과 링: 토큰 패싱은 레이어 2의 MAC 하위 계층에서 구현되는 케이블 접근 관리 방법이며,[2] 링 토폴로지는 레이어 1의 케이블 레이아웃이다. 토큰 패싱은 링 토폴로지에 국한되지 않는다.[2]
5. 1. 토큰 링과 링 토폴로지
802.5 (토큰 링) 네트워크는 레이어 1에서 링 토폴로지를 사용하지 않는다. 토큰 링 네트워크는 근거리 통신망에서 사용되는 IBM에서 개발한 기술이다. 토큰 링(802.5) 네트워크는 레이어 2에서 링을 ''모방''하지만 레이어 1에서는 물리적 스타 토폴로지를 사용한다."링"이라는 용어는 케이블의 레이아웃만을 의미한다. IBM 토큰 링에서 충돌이 발생하지 않는 이유는 물리적 토폴로지(스타이지 링이 아님)가 아니라 레이어 2 미디어 접근 제어 방식 때문이며, 링이 아니라 토큰 패싱이 충돌을 방지한다.[1]
토큰 패싱은 레이어 2의 MAC 하위 계층에서 구현되는 케이블 접근 관리 방법이다. 링 토폴로지는 레이어 1의 케이블 레이아웃이다. 버스(802.4), 스타(802.5) 또는 링(FDDI)에서 토큰 패싱을 수행하는 것이 가능하다. 즉, 토큰 패싱은 링으로 제한되지 않는다.[2]
5. 2. 링과 충돌 방지
'링'이라는 용어는 케이블의 레이아웃만을 의미한다.[1] IBM 토큰 링에서 충돌이 발생하지 않는 것은 사실이지만, 이는 물리적 토폴로지가 아니라 레이어 2 미디어 접근 제어 방식 때문이다.[1] 링이 아니라 토큰 패싱이 충돌을 방지한다.[1]5. 3. 토큰 패싱과 링
토큰 패싱은 레이어 2의 MAC 하위 계층에서 구현되는 케이블 접근 관리 방법이다.[1] 링 토폴로지는 레이어 1의 케이블 레이아웃으로, 버스(802.4), 스타(802.5), 링(FDDI) 등 다양한 토폴로지에서 토큰 패싱을 사용할 수 있다.[1] 따라서 토큰 패싱은 링 토폴로지에만 국한되지 않는다.[1]6. 다른 토폴로지
링 네트워크 외에도 스타 토폴로지, 버스 토폴로지, 메시 토폴로지, 트리 토폴로지, 하이퍼트리 네트워크 등 다양한 네트워크 토폴로지가 존재한다.
6. 1. 스타 토폴로지
스타 토폴로지는 중앙 집중형 허브 또는 스위치를 중심으로 각 장치가 연결되는 방식이다.6. 2. 버스 토폴로지
버스 토폴로지에서는 모든 장치가 하나의 공유 케이블에 연결된다.6. 3. 메시 토폴로지
메시 토폴로지는 모든 장치가 서로 직접 연결되는 방식이다.6. 4. 트리 토폴로지
스타 토폴로지 여러 개가 계층적 구조로 연결된 형태이다.6. 5. 하이퍼트리 네트워크
하이퍼트리 네트워크는 트리 토폴로지의 한 종류이다. 이 외에도 스타 토폴로지, 버스 토폴로지, 메시 토폴로지 등이 있다.참조
[1]
서적
Data Communications and Networking
https://books.google[...]
Huga Media
2007
[2]
웹사이트
Introduction to Computer Network Topology
http://compnetworkin[...]
2016-01-18
[3]
서적
Mobile Computing Deployment and Management: Real World Skills for CompTIA Mobility+ Certification and Beyond
https://books.google[...]
John Wiley & Sons
2015-02-24
[4]
문서
Implementación de DOCSIS 3.0 sobre redes HFC
https://openaccess.u[...]
2024-01-26
[5]
웹사이트
HWM
https://books.google[...]
2003-05
[6]
웹사이트
3.3 - Network Topologies
https://www.itrevisi[...]
2023-06-10
[7]
웹사이트
Difference between Star and Ring Topology
https://www.geeksfor[...]
GeeksforGeeks
2023-06-10
[8]
웹사이트
Network Topologies
http://compnetworkin[...]
2010-05-24
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