2.1 네트워크의 기초

처리량과 지연시간

처리량

• 특정 시간동안 실제로 네트워크를 통과할 수 있는 평균 데이터 양을 가리킴.
• 링크내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 말하며, 얼만큼의 트래픽을 처리했는지 나타냄.
• 많은 처리량을 가진다 == 많은 트래픽을 처리한다

영향을 미치는 요인

• 대역폭 (주어진 시간동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트수)
  네트워크 용량이 전송 매체의 최대 대역폭에 도달시 처리량이 해당 제한을 초과할 수 없음
• 처리 능력(하드웨어 스펙)
  하드웨어의 성능에 따라서 처리량이 향상될 수 있음
• 패킷 손실
  네트워크 에러나 장치의 결함에 따라서 패킷이 손실되어 재전송하는 경우, 지연 시간으로 인한 처리량 감소
• 네트워크 토폴로지
  네트워크 디바이스의 수, 네트워크 링크의 대역폭, 네트워크 경로의 디바이스 간 거리를 나타내며, 잘 설계된 네트워크 토폴로지는 트래픽 병목을 줄여 처리량을 증가시킴.

지연시간

• 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메세지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간을 말함.
• ping 시간을 측정해 네트워크 지연 시간을 측정함.

영향을 미치는 요인

• 위치
  물리적인 위치가 멀면 지연시간이 길어짐
• 네트워크 정체
  네트워크의 트래픽이 증가하면 데이터 패킷이 목적지로 가는 경로가 길어짐
• 프로토콜 효율성
  보안을 위한 추가 프로토콜의 핸드셰이크 단계로 지연 발생
• 네트워크 인프라
  네트워크 장치의 과부화로 인해 패킷이 손상, 패킷 손상시 재전송 이로 인한 지연 시간 증가

네트워크 토폴로지

Star 방식

• 중앙에 있는 노드에 각 end-device를 직접 연결시킨 형태로, 모든 통신 제어는 중앙에 있는 노드가 수행하게 되는 구조이다.
• 설치가 용이하고 유지보수 및 관리가 편하다는 장점이 있다.
• 많은 통신 회선이 필요하며 중앙의 컴퓨터에 장애가 발생하면 토폴로지 전체가 통신되지 않는 문제가 있다.

Ring 방식

• 인접해 있는 양 옆의 두 노드를 연결하는 단방향 전송 형태이다.
• 하나의 통신회선에서 장애가 발생해도 다른 방향의 통신회선을 사용할 수 있어 신뢰성 확보가 가능하다.
• 새로운 노드를 증설하거나 축소하기가 매우 까다롭다는 단점이 있다.

Bus 방식

• 하나의 통신회선에 여러 대의 노드가 연결되는 방식이다. 양방향 전송방식이며 브로드캐스팅 방식으로 데이터를 전송하기 때문에 통신망에 연결된 모든 단말기에서 데이터 수신 가능하다.
• 하나의 통신 회선을 공유하므로 경제적이고, 단말기 증설이나 축소가 용이하다.
• 브로드캐스팅 방식으로 모든 단말이 데이터를 받기에 스푸핑 위험이 높다.

스푸핑 : 모든 노트가 같은 링크를 공유하므로, 악의적인 사용자가 다른 노트로부터 트래픽을 가로채거나 변조할 수 있다. 특히 MAC 스푸핑에 취약하다.

Tree 방식

• 최상위에 중앙 컴퓨터를 중심으로 계층 구조를 적용한 형태이다.
• 확장과 유지관리가 매우 용이하고, 체계적인 토폴로지를 구성할 수 있다.
• 상위에 장애가 발생하면 하위 통신에 영향을 미친다.

Mesh 방식

• 단말기 또는 컴퓨터를 다른 모든 단말기와 서로 연결시킨 형태이다.
• 회선에 장애가 발생해도 다른 경로를 이용할 수 있어 신뢰성이 높아 가장 안정적이라고 할 수 있다.
• 비용적인 측면에서 매우 손해이기에 중요한 네트워크가 아니면 잘 사용하지 않는 토폴로지이다.

병목현상

병목현상이란 시스템의 성능이 특정 부분에서 제한되거나 저하되는 현상이다. 주로 데이터 처리, 전송, 저장 등의 과정에서 발생할 수 있다. 병목현상을 찾을 때 토폴로지가 중요한 기준이 될 수 있기에 네트워크를 설계할 때 병목 지점을 고려하여 최적의 토폴로지와 적절한 네트워크 장치를 선택하는 것이 중요하다.

참고

https://velog.io/@char1ey95/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-1
https://velog.io/@chlwogur2/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC%EC%9D%98-%EA%B8%B0%EC%B4%88
https://epcic.tistory.com/236