세상을 이해할 때, 형태와 구조를 파악하는 것은 아주 중요한 일이다.
특정한 장소에 대한 이해와 연구, 방식이 여러 분야에서 사용되는데,
이런 것들을 설명할 수 있는 개념 중 하나가 토폴리지(Topology)이다.
토폴리지는, 별(*)거 아닌 것 같지만, 정말 중요한 기본 개념 중 하나이다.
토폴로지는 다양한 의미를 가지고 있지만, 구성 요소 간의 연결 관계를 중심에 두고 있다.
토폴로지라는 용어 자체는 그리스어 topos(장소)와 logos(학문)에서 유래했다.
직역하자면, 장소의 연구라는 뜻이지만, 실제로는 연결 방식에 더 초점을 두는 용어이다.
형태가 변해도 본질적으로 연결 구조가 변하지 않으면, 같은 토폴로지로 간주된다.
컴퓨터 공학을 공부하거나, 네트워크를 공부해 보거나 관심이 있다면, 꼭 보게 되었던 그림이 있었다.
바로 네트워크 토폴로지(Network Topology)인데, 네트워크에서 토폴로지는 컴퓨터와 서버, 라우터 등의 장비가 어떻게 연결되어 있는지를 나타내는 개념이다.
자격증 책에서, 기본서에서, 교과서에서 나오는 대표적인 구조가 있다.
- 모든 장비가 하나의 중앙 케이블에 연결되는 버스형(Bus Topology)
- 중앙 허브에 모든 장비가 별처럼 연결되는 스타형(Star Topology)
- 장비들이 원형으로 연결되어 있는 링형(Ring Topology)
- 모든 장비가 서로 직접 연결되어 중복성이 많은 메시형(Mesh Topology)
각 토폴로지는 장점과 단점이 있고, 규모와 목적에 따라 적절한 구조를 선택해서 사용할 수 있다.
토폴로지는 네트워크에서 주로 사용되는 컴퓨터 공학, IT분야 외에도 많은 분야에서 사용된다.
수학에서도 토폴로지라는 용어는 사용된다. 수학에서 사용하는 토폴로지는 수학적 토폴로지(Mathematical Topology)라고 부르기도 하는데, 공간의 연속성이나 연결성을 연구할 때 언급된다.
중간에 구멍이 뚫린 도넛과, 동그랗고 액체를 담을 수 있는 머그컵이 수학에서는 같은 토폴로지라는 개념을 사용하는데, 모양이 달라도 찢거나 붙이지 않고 부드럽게 변형할 수 있다면 같은 토폴로지라는 개념이 있기 때문이다.
수학에서 쓰는 토폴로지는 네트워크 분야보다는 컴퓨터 그래픽, 로봇 경로, 인공지능 신경망 구조 등의 분석에 응용될 수 있다.
공간의 연구라는 뜻처럼, 토폴로지는 3D 모델링과 그래픽스에서도 많이 언급, 사용되는데 메시형 구성 방식이 어떤 순서와 구조로 연결되어 있는지를 의미할 때 특히 언급된다.
'토폴로지가 좋으면 애니메이션이나 렌더링 시 결과물이 자연스럽고 효율적이다.'라는 식으로 평가에도 사용될 수 있다.
얼굴 모델링에서는 눈, 입, 주변의 고리 형태의 토폴로지를 잘 구성해야 표정 변화가 자연스럽다는 식으로 말이다.
토폴로지는 너무나 당연하고, 또 막상 보면 쉬워 보이고, 실제로도 내용이 쉽다. 별 모양이니까 스타 토폴로지이고, 버스 노선 모양이라서 버스 토폴로지 등 단순하고 직관적이기 때문에 실제로 쉽고, 쉽게 느껴진다.
하지만, 토폴로지를 생각하고 구성할 수 있는 작업이라면, 꼭 중요하게 적용해야 한다.
복잡한 시스템을 단순한 연결 구조로 추상화 분석해 문제 해결의 기본 구조 파악이 가능해질 수 있으며, 토폴로지를 잘 구성해야 확장성이나 유지보수 관점에서 효율적이기 때문이다. 또한 효율적인 구조는 그렇지 않은 구조에 비해 비용 절감과 성능 향상에 큰 차이점을 보일 수 있다.
단순한 연결 구조를 넘어, 복잡함 속의 질서를 찾는 도구가 토폴로지라고 볼 수 있다. 어떤 분야든, 구조를 이해하고자 할 때 토폴로지적 사고를 가져보자. 연결이 되는 것들을 구조적으로 그려보는 것이다.
특히 시스템을 설계하거나 분석하고 있다면, 내부의 연결 방식을 한 번 토폴로지 관점에서 들여다보면 도움이 될 것 같다.
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