[CS] 네트워크 기초 지식 정리 (1/3)

네트워크

• 네트워크란 노드와 링크가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합.
• 노드란 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치를 의미하고 링크는 유선 또는 무선을 의미.

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처리량과 지연 시간

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

처리량

• 처리량은 링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터양.
• 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받음.

지연 시간

• 지연 시간은 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸리는 시간.
• 매체 타입(무선, 유선), 패킷 크리, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향 받음.

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네트워크 토폴로지와 병목 현상

• 네트워크 토폴로지는 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미.

트리 토폴로지

• 트리 토폴로지는 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성.
• 노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위노드에 영향을 끼칠 수 있음.

버스 토폴로지

• 버스 토폴로지는 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며 근거리 통신망에서 사용함.
• 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉬움. 그러나 스푸핑이 가능.

스푸핑

• LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것.

스타 토폴로지

• 스타(성형) 토폴로지는 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성.
• 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적음.
• 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있으며 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적음.
• 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워클를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가임.

링형 토폴로지

• '링형 토폴로지'는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식.
• 데이터는 노드에서 노드로 이동을 하게 되며, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리.
• 노드 수가 증가되어도 네트워크 상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능성이 적고 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있음.
• 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼치는 단점이 있음.

메시 토폴로지

• 메시 토폴로지는 망형 토폴로지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조.
• 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 잇고 트래픽도 분산처리 가능.
• 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가.

병목 현상

• 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상.
• 토폴로지는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 됨.
• 지연 시간을 짧게 만들기 위해 대역폭을 크게 설정했음에도 개선되지 않는 경우, 네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또한 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게 해결 가능.

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네트워크 분류

• 네트워크는 규모를 기반으로 분류 가능.
  • 사무실과 개인적으로 소유 가능한 규모인 LAN
  • 서울 시 등 시 정도의 규모인 MAN
  • 세계 규모의 WAN

LAN

• 근거리 통신망
• 거점 내부를 연결하는 것. 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영됨.
• 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않음.

MAN

• 대도시 지역 네트워크, 도시 같은 넓은 지역에서 운영됨.
• 전송 속도는 평균이며 LAN보다는 더 많이 혼잡.

WAN

• 광역 네트워크.
• 거점과 거점 또는 거점과 인터넷을 연결하는 것. 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영됨.
• 전송 속도는 낮으며 MAN보다 더 혼잡.

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네트워크 성능 분석 명령어

• 애플리케이션 코드상에는 전혀 문제가 없는데 사용자가 서비스로부터 데이터를 가져오지 못하는 상황이 발생되기도 하며, 이는 병목 현상일 가능성이 있음.
• 네트워크 병목 현상의 주된 원인
  • 네트워크 대역폭
  • 네트워크 토폴로지
  • 서버 CPU, 메모리 사용량
  • 비효율적인 네트워크 구성

ping

• 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어.
• 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지 시간 등을 알 수 있으며 해당 노드까지 네트워크가 잘 연결되어 있는지 확인할 수 있음.
• ping은 TCP/IP 프로토콜 중에 ICMP 프로토콜을 통해 동작.

netstat

• 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되며 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여줌.

nslookup

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

tracert

• 윈도우에서는 tracert이고 리눅스에서는 traceroute라는 명령어로 구동됨.
• 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어.
• 목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인 가능.

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네트워크 프로토콜 표준화

• 네트워크 프로토콜이란 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스를 말함.
• 프로토콜은 기업이나 개인이 발표해서 정하는 것이 아니라 IEEE 또는 IETF라는 표준화 단체를 이를 정함.
• IEEE802.3은 유선 LAN 프로토콜로, 유선으로 LAN을 구축할 때 쓰이는 프로토콜. 이를 통해 만든 기업이 다른 장치라도 서로 데이터 수신이 가능.