네트워크 기초

네트워크란?

컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결망을 지칭

노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합

 

좋은 네트워크란?

많은 처리량을 처리할 수 있으며 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크

 

 

---

처리량과 지연 시간

처리량 (throughput)

링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터 양

= 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양(얼만큼의 트래픽을 처리했는지)

 

단위: bps (bits per second)

 

처리량은 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받음

※ 대역폭 : 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수

 

지연 시간 (latency)

요청이 처리되는 시간

어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간

매체 타입(유선, 무선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받음

 

 

---

네트워크 토폴로지와 병목 현상

네트워크 토폴로지

노드와 링크가 어떻게 배치되었는지에 대한 방식이자 연결 형태

 

 

1. 트리(계층형) 토폴로지

노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있음

 

 

2. 버스 토폴로지

중앙 통신 회성 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성

근거리 통신망(LAN)에서 사용

설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드 추가, 삭제가 쉬움

BUT 스푸핑 이슈

→ 패킷을 악의적인 노드로 향하도록 처리하는 것

 

 

3. 스타 토폴로지

중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성

노드 추가 및 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적음

어떤 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있음

장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 적게 끼침

중앙 노드에 장애 발생 시 네트워크 전체가 마비되면 설치 비용이 고가

 

 

 

4. 링형 토폴로지

각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식

노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능성이 적고 노드의 고장 발견을 쉽게 할 수 있음

네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 끼침

 

 

5. 메시(mesh) 토폴로지

그물망처럼 연결되어 있는 구조

한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용 가능하고 트래픽 분산 처리도 가능

노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가

 

 

 

병목 현상

전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상

서비스에서 이벤트를 열었을 때 트래픽이 많이 생기고 그 트래픽을 잘 관리하지 못하면 병목 현상이 생겨 사용자는 웹 사이트로 들어가지 못함

 

병목 현상의 주된 원인

• 네트워크 대역폭
• 네트워크 토폴로지
• 서버 CPU, 메모리 사용량
• 비효율적인 네트워크 구성

네트워크 토폴리지가 어떻게 되어 있나 확인하고, 서버와 서버 간 그리고 게이트웨이로 이어지는 회선을 추가해서 병목을 해결

네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또한 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게 해결 가능

 

 

---

네트워크 분류

규모를 기준으로 분류

 

LAN (Local)

근거리 통신망

전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않음

※ 랜선 : 컴퓨터를 LAN에 연결하는 선

 

MAN (Metropolitan)

대도시 지역 통신망

전송속도는 평균, LAN보다 혼잡함

 

WAN (Wide)

광역 통신망

전송 속도는 느리고, MAN보다 혼잡함

전 세계에서 가장 큰 WAN → 인터넷

 

➕ WLAN (Wireless Local Area Network)

유선 LAN과 무선 단말 사이를 무선주파수를 이용하여 전송

와이파이(Wi-Fi)

 

 

---

네트워크 성능 분석 명령어

네트워크 관련 테스트와 네트워크와 무관한 테스트를 통해 '네트워크로부터 발생한 문제점'인 것을 확인한 후 네트워크 성능 분석 필요

 

Ping

네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령

네트워크 연결 상태, 해당 노드의 패킷 수신 상태, 도달하기까지의 시간 등 확인 가능

ICMP 프로토콜을 통해 동작

 

nestat

접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 명령어

서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 사용

 

nslookup

DNS와 관련된 내용을 확인

특정 도메인에 매핑된 IP를 확인

 

tracert / traceroute

목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인하는 명령어

목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 확인 가능

 

 

---

네트워크 통신 방식

유니캐스트 (unicast)

데이터를 특정 컴퓨터 1대에만 보내는 방식

네트워크 통신에서 가장 일반적

 

멀티캐스트 (multicast)

데이터를 같은 네트워크에 있는 특정 컴퓨터 여러 대에 보내는 방식

특수한 경우에만 사용

 

브로드캐스트 (broadcast)

데이터를 같은 네트워크에 있는 모든 컴퓨터에 보내는 방식

특정 대상을 지정할 수 없을 때 사용