링 네트워크

Ring network
링 네트워크 레이아웃을 보여주는 이미지

링 네트워크는 각 노드가 정확히 두 개의 다른 노드에 연결되어 각 노드를 통과하는 신호를 위한 단일 연속 경로를 형성하는 네트워크 토폴로지입니다. 데이터는 노드에서 노드로 이동하며, 각 노드는 모든 패킷을 처리하는 도중에 이동합니다.

링은 단방향일 수 있으며, 모든 트래픽이 링 주위를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동하거나 양방향(SONET/SDH에서와 같이)으로 이동할 수 있습니다.[1] 단방향 링 토폴로지는 임의의 두 노드 사이에 하나의 경로만을 제공하기 때문에 단일 링크의 실패로 인해 단방향 링 네트워크가 중단될 수 있습니다.[2] 노드 장애 또는 케이블 파손으로 인해 링에 연결된 모든 노드가 고립될 수 있습니다. 이에 대응하여, 일부 링 네트워크는 중복 토폴로지를 형성하기 위해 "대회전 링"(C-Ring)을 추가합니다: 중단이 발생하면 케이블 끝에 도달하기 전에 데이터가 보완 링으로 다시 감겨져 결과적으로 C-Ring을 따라 모든 노드로 가는 경로를 유지합니다. 이러한 "듀얼 링" 네트워크는 ITU-T의 PSTN 전화 시스템 네트워크 시그널링 시스템 No. 7(SS7), Spatial Reuse Protocol, FDDI(Fiber Distributed Data Interface), Resilient Packet Ring 및 이더넷 링 프로텍션 스위칭을 포함합니다. IEEE 802.5 네트워크(IBM Token Ring networks라고도 함)는 링 토폴로지의 약점을 완전히 피합니다. 실제로 물리 계층에서 별 토폴로지를 사용하고 데이터 링크 계층에서 링을 모방하기 위해 미디어 액세스 장치(MAU)를 사용합니다. 링 네트워크는 데이터 백홀 서비스를 제공하기 위해 ISP에 의해 사용되며, 중앙 사무실/헤드엔드와 같은 ISP의 시설을 함께 연결합니다.[3][4]

모든 시그널링 시스템 No. 7(SS7) 및 일부 SONET/SDH 링에는 노드 간에 두 세트의 양방향 링크가 있습니다. 이를 통해 일반적으로 장애 지점을 지나 내부 링으로 트래픽을 전환함으로써 외부 링의 기본 트래픽 손실 없이 링의 여러 지점에서 유지 보수 또는 장애가 발생할 수 있습니다.

이점

  • 모든 장치가 토큰에 액세스하고 전송할 수 있는 매우 질서정연한 네트워크
  • 과중한 네트워크 부하 하에서 버스 토폴로지보다 더 나은 성능을 발휘합니다.
  • 컴퓨터 간의 연결을 관리하기 위해 중앙 노드가 필요하지 않음
  • 장치를 양쪽에 배치한 장치(각 장치는 바로 인접한 장치에 연결됨)의 점대점 라인 구성으로 인해 장치를 추가하거나 제거하려면 두 개의 연결만 이동해야 하므로 설치 및 재구성이 매우 쉽습니다.
  • 포인트 투 포인트 라인 구성으로 쉽게 고장을 식별하고 분리할 수 있습니다.
  • 양방향 링의 회선 장애에 대한 링 보호 재구성은 스위칭이 높은 수준에서 발생하므로 매우 빠를 수 있으며, 따라서 트래픽이 개별 경로 변경을 필요로 하지 않습니다.
  • 링 토폴로지는 네트워크에서 충돌을 완화하는 데 도움이 됩니다.[5]

단점들

  • 하나의 워크스테이션이 오작동하면 전체 네트워크에 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 듀얼 링 또는 브레이크를 차단하는 스위치를 사용하여 해결할 수 있습니다.[6]
  • 장치를 이동, 추가 및 변경하면 네트워크에 영향을 미칠 수 있습니다.
  • 통신 지연은 네트워크의 노드 수에 정비례합니다.
  • 대역폭은 장치 간의 모든 링크에서 공유됩니다.
  • Star보다 구성하기 어려운 노드 인접 = Ring Shutdown 및 재구성

액세스 프로토콜

링은 회로 또는 패킷 또는 둘 다의 조합을 운반하는 데 사용할 수 있습니다. SDH 링은 회로를 운반합니다. 회로는 대역외 신호 프로토콜로 설정되지만 패킷은 일반적으로 MAC(Medium Access Control Protocol)을 통해 전송됩니다.

미디어 액세스 제어의 목적은 어느 스테이션이 언제 전송하는지를 결정하는 것입니다. 여느 MAC 프로토콜과 마찬가지로 경쟁을 해결하고 공정성을 제공하는 것이 목표입니다. 링 네트워크를 위한 미디어 액세스 프로토콜에는 슬롯형, 토큰형 및 레지스터 삽입형의 세 가지 주요 클래스가 있습니다.

슬롯 링은 링 네트워크의 지연 시간을 영구적으로 회전하는 큰 시프트 레지스터로 취급합니다. 고정된 크기의 소위 슬롯으로 포맷됩니다. 슬롯의 머리 부분에 있는 제어 플래그에서 알 수 있듯이 슬롯이 꽉 찼거나 비어 있습니다. 전송을 원하는 스테이션은 빈 슬롯을 기다리고 데이터를 입력합니다. 다른 스테이션은 데이터를 복사하여 슬롯을 제거하거나 해당 슬롯을 제거하는 소스로 다시 순환할 수 있습니다. 발신인이 즉시 재사용하는 것이 금지된 경우 소스 릴리스의 장점은 다른 모든 스테이션이 먼저 사용할 수 있는 기회를 얻으므로 대역폭 호깅을 피할 수 있다는 것입니다. 슬롯링의 대표적인 예는 캠브리지 링입니다.

오개념

  • "토큰 링은 링 토폴로지의 예입니다." 802.5(토큰 링) 네트워크는 계층 1에서 링 토폴로지를 사용하지 않습니다. 토큰 링 네트워크는 IBM에서 개발한 기술로 일반적으로 로컬 지역 네트워크에서 사용됩니다. 토큰 링(802.5) 네트워크는 계층 2에서 링을 모방하지만 계층 1에서 물리적 별을 사용합니다.
  • "링은 충돌을 방지합니다." "링"이라는 용어는 케이블의 레이아웃만을 나타냅니다. IBM Token Ring에서는 충돌이 없는 것은 사실이지만, 이는 물리적 토폴로지가 아니라 계층 2 Media Access Control 방식 때문입니다(또 다시 링이 아닌 별입니다). 반지가 아닌 토큰 패스로 충돌을 방지합니다.
  • "반지에서 토큰 패싱이 일어납니다." 토큰 패스(Token passing)는 케이블에 대한 액세스를 관리하는 방법으로, 계층 2의 MAC 부계층에서 구현됩니다. 링 토폴로지는 레이어 1의 케이블 레이아웃입니다. 버스(802.4)에서 별(802.5) 또는 반지(FDDI)로 토큰을 전달할 수 있습니다. 토큰 패스는 링으로 제한되지 않습니다.

참고문헌

  1. ^ Forouzan, Behrouz A. (2007). Data Communications and Networking. Huga Media. ISBN 9780072967753.
  2. ^ Bradley Mitchell. "Introduction to Computer Network Topology". About.com. Retrieved January 18, 2016.
  3. ^ Bartz, Robert J. (24 February 2015). Mobile Computing Deployment and Management: Real World Skills for CompTIA Mobility+ Certification and Beyond. John Wiley & Sons. ISBN 9781118824610.
  4. ^ Implementacion de DOCSIS 3.0 소브레드 HFC. openaccess.uoc.edu . 2024년 1월 26일 회수
  5. ^ "HWM". May 2003.
  6. ^ "3.3 - Network Topologies". ITRevision.co.uk - OCR Level 3. Retrieved 2023-06-10.
  7. ^ "Difference between Star and Ring Topology". GeeksforGeeks. 2019-05-16. Retrieved 2023-06-10.