2.1 네트워크 기초

네트워크란 노드(node)와 링크(Link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미

노드 - 서버 , 라우터 , 스위치 등 네트워크 장치를 의미

링크 - 유선 또는 무선을 의미

2.1.1 처리량과 지연 시간

좋은 네트워크란 많은 처리량을 처리할 수 있으며 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크를 의미

 

 

처리량(throughput)

• 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 말하며 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지 나타냄
• 단위 : bps(bits per second) , 초당 전송 또는 수신되는 비트 수
• 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽 , 네트워크 장치 간의 대역폭 , 네트워크 중간에 발생하는 에러 , 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다
• 트래픽이 많아졌다라는 말은 흐르는 데이터가 많아졌다는 의미

 

지연 시간(latency)

• 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메세지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸리는 시간
• 매체 타입(유선 , 무선), 패킷 크기 ,라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받는다

 

2.1.2 네트워크 토폴로지와 병목 현상

 

네트워크 토폴로지

노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이나 연결 형태

 

트리 토폴로지

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

 

버스 토폴로지

• 중앙 통신 최선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성
• 근거리 통신망(LAN)에 사용됨
• 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수
• 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉬우나 스푸핑이 가능한 문제가 있음
• 스푸핑
  • LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것
  • 패킷이 악의적인 노드에 전달될 수 있음

 

 

스타 토폴로지(star topology)

• 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
• 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다
• 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있음
• 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 일이 적다
• 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없으며 설치 비용이 비싸다

 

 

링형 토폴로지(ring topology)

• 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성방식
• 데이터는 노드에서 노드로 이동하며 각각의 노드는 연결된 길을 통해 패킷 처리
• 노드 수가 증가하여도 네트워크 상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능성이 적음
• 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다
• 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼치는 단점이 있다

 

메시 토폴로지(mesh topology)

• 망형 토폴로지 , 그물망처럼 연결되어 있는 구조
• 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있음
• 트래픽도 분산 처리가 가능
• 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 비싸다

 

 

병목 현상 : 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한은 받는 현상

네트워크의 구조인 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문

• 서버와 서버간 , 그리고 게이트웨이로의 회선을 추가하여 병목 현상 해결
• 네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지 , 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게 해결할 수 있다

 

 

2.1.3 네트워크 분류

LAN : Local Area Network

• 근거리 통신망
• 같은 건물이나 캠퍼스 , 좁은 공간에서 운영
• 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않음

MAN : Metropolitan Area Network

• 대도시 지역 네트워크를 나타내며 도시 같은 넓은 지역에서 운영됨
• 전송 속도는 평균
• LAN보다는 더 혼잡함

WAN : Wide Area Network

• 광역 네트워크
• 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영
• 전송 속도는 낮으며 MAN보다 더 혼잡

 

 

2.1.4 네트워크 성능 분석 명령어

 

네트워크 병목 현상의 주된 원인

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

 

ping(Packet INternet Grouper)

• 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어
• 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지의 시간 등을 알 수 있으며 해당 노드까지 네트워크가 잘 연결되었는지 알 수 있음
• TCP/IP 프로토콜 중에 ICMP 프로토콜을 통해 동작
  • ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기를 대상으로는 실행할 수 없음
  • 네트워크 정책상 ICMP나 traceroute를 차단하는 대상의 경우 ping 테스팅 불가능
• ping [IP 주소 또는 도메인 주소]

 

netstat

• 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되며 네트워크 접속 , 라우팅 테이블 , 네트워크 프로토콜 들 리스트를 보여준다
• 서비스의 포트가 열려있는지 확인

 

nslookup

• DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어
• 특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용

 

tracert

• 윈도우에서는 tracert , 리눅스에서는 traceroute
• 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어
• 목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인할 수 있다

 

 

2.1.5 네트워크 프로토콜 표준화

• 네트워크 프로토콜이란 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스
• IEEE 또는 IETF 라는 표준화 단체가 이를 정한다.
• 웹을 접속할 때 쓰이는 HTTP라는 프로토콜을 통해 노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터를 주고받을 수 있음