네트워크

네트워크란?

: 컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결망을 지칭하는 용어.

1. 네트워크의 기초

• 노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있거나 연결+리소스를 공유하는 집합을 의미
  • 노드 : 서버, 라우터, 스위치.. 네트워크 장치
  • 링크 : 유선 또는 무선

1.1 처리량과 지연 시간

좋은 네트워크 : 많은 처리량, 짧은 지연 시간, 적은 장애 빈도, 좋은 보안

처리량

: 링크 내 성공적으로 전달된 데이터의 양

• 많은 트레픽 처리 = 많은 처리량을 가짐
  *트레픽 : 특정 시점에 링크 내에 '흐르는' 데이터의 양
• 단위 : bps(bits per second), 초당 전송(수신)되는 비트의 수
• 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지느 ㄴ트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받음.

=> 트레픽이 많아졌다 = 흐르는 데이터가 많아졌다
처리량이 많아졌다 = 처리되는 트레픽이 많아졌다

지연 시간

: 요청이 처리되는 시간. 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸리는 시간

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

1.2 네트워크 토폴로지

네트워크 토폴리지란?
노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태

트리 토폴로지

게층형 토폴로지. 트리 형태로 배치

• 노드의 추가, 삭제가 쉬움.
• 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에도 영향을 끼칠 수 있음

버스 토폴로지

중앙 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유

• 근거리 통신망(LAN)에서 사용
• 적은 설치 비용, 신회성 우수, 중앙 통신 회선에 노드를 추가,삭제가 쉬움.
• 스푸핑이 가능한 문제점이 있음

스푸핑
LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것. (송신부로 가야할 패킷이 악의적인 노드로 전달 됨)

스타 토폴로지

스타(star, 성형)
중앙에 있는 노드에 모두 연결

• 노드를 추가, 에러 탐지 쉬움. 패킷 충돌 발생 적음
  • 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 적게 끼침
  • 중앙 노드에 장애 발생 시 전체 네트워크를 사용 할 수 없고, 설치 비용이 고가임.

링형 토폴로지

각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결. 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신하는 망 구성의 방식

• 데이터는 노드에서 노드로 이동을 하게 되며, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리한다.
• 노드 수가 증가 되도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능석이 적고 노드의 고장 발견이 쉽다.
• 단, 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼친다.

메시 토폴로지

망형 토폴로지, 그물망

• 한 단말 장치에 장애가 발생하더라도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용 할 수 있고 트래픽도 분산 처리 가능
• 단, 노드 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가이다.

1.3 병목 현상

네트워크의 구조라고도 일컫는 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문이다.

병목 현상이란?
전체 시스템의 성능이라 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상.
ex. 병의 몸통에 비해 입구가 너무 작아 물이 천천히 나오는 것.
많은 트레픽이 생겼을 때, 잘 관리 하지 못하면 병목 현상이 생겨 사용자는 웹 사이트로 들어가지 못한다.

1.4 네트워크 분류

규모를 기반을 분류 할 수 있음.

WAN - 세계 규모(국가, 대륙), Wide Area Network

• 광역 네트워크
• 전송 속도가 낮으며 MAN보다 더 혼잡

MAN - 도시 정도 규모, Metropolitan

• 대도지 지역 네트워크
• 속도 평균, LAN보다는 혼잡

LAN - 사무실 및 개인 소유(좁은 공간), Local

• 근거리 통신망
• 속도 빠름, 혼잡하지 않음

1.5 네트워크 성능 분석 명령어

코드상에는 문제가 없는데 사용자가 서비스로부터 데이터를 가져오지 못하는 상황이 발생하기도 하는데, 이는 병목 현상 일 수 있다.

원인

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

해결방법

이때는 네트워크 관련 테스트 and 무관한 테스트를 통해 '네트워크로 발생한 문제점'인지 확인 후 네트워크 성능 분석을 해봐야 한다.

• ping
  네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어.

• netstat

  • 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는데 사용
  • 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여줌
  • 주로 서비스의 포트가 열려있는지 체크

• nslookup
  DNS에 관련된 내용을 확인. 특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하는데 사용

• 윈도우 - tracert / 리눅스 - traceroute
  목적지 노드까지 네트웤 경로를 확인. 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인 할 수 있음.

1.6 네트워크 프로토콜 표준화

네트워크 프로토콜이란 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스이다.
예를 들어 웹을 접속할 때 쓰이는 HTTP가 있다. '서로 약속된' 인터페이스인 HTTP라는 프로토콜을 통해 노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터를 주고받을 수 있다.