[CS] 네트워크 기초

네트워크

네트워크는 두 대 이상의 장치들을 연결해서 서로 리소스 공유가 가능한 집합을 지징한다.

네트워크 정치들을 노드라고 한다. 또한 유선/무선 연결을 링크라고 한다.
좋은 네트워크의 기준은 많은 처리량을 갖고, 지연 시간이 짧고, 장애 빈도가 적으며, 보다 좋은 보안을 갖고 있어야 한다.

기본 용어

처리량

• 처리량은 링크 내 전달된 데이터의 양을 의미한다.
• 단위는 시간당으로 뎨산해 BPS를 사용
• 처리량은 대역폭, 에러, 하드웨어의 스펙, 트래픽 크기 등 여러 요인의 영항을 받는다.

트래픽

• 네트워크 장치에서 일정 시간 내 흐르는 데이터의 양
• 트래픽이 맣다는 것은 사용자 접속이 많아 전송되는 데이터의 양이 많다는 것을 의미

대역폭

• 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통하여 흐를 수 있는 최대 비트 수
• 속도 보다는 용량과 관계되어 있다고 볼 수 있다.

지연시간

• 요청이 처리되는 시간
• 즉, 두 장치 사이 특정 데이터가 왕복하는 데 있어 소요되는 시간
• 매체 타입(무선or유선), 패킷의 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받는다.

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네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지란 네트워크를 이루는 노드와 링크가 배치 되어있는 형태를 의미한다.
종류로는 트리, 버스, 스타, 링, 메시 등이 있다.

• 트리 토폴로지

  • 트리 형태로 배치된 네트워크의 구성
  • 장점
    • 노드의 추가, 삭제가 쉬워 관리와 확장이 용이하다.
  • 단점
    • 한 노드에서 다른 노드로의 연결이 되는 길이 하나여서
      그 가운데 하나의 노드라도 트래픽이 집중되거나 에러가 발생되면 통신에 영향을 받는다.

• 버스 토폴로지

  • 중앙 통신 회선 하나에 여러 노드가 연결괴어 있는 구성
  • 장점
    • 노드의 추가 및 삭제가 쉬우며, 노드의 고장이 통신망에 영향을 주지 않는다.
  • 단점
    • 패킷을 악의적으로 다른 노드로 전달하는 공격인 스푸핑이 가능해진다.

• 스타 토폴로지

  • 중앙에 있는 노드에 다른 모든 노드가 연결된 네트워크 구성이다.
  • 장점
    • 중앙 집중 제어로 노드의 추가 삭제 및 에러 탐지가 쉽다.
    • 허브를 제외한 노드의 고장이 통신에 영향을 주지 않는다.
  • 단점
    • 허브가 고장나면 모든 통신이 마비된다.
    • 설치 비용이 많이 든다.

• 링형 토폴로지

  • 각 노드가 양 옆의 두 노드와 연결되어 하나의 연속된 길을 통하여 통신하는 네트워크 구성이다.
  • 장점
    • 노트의 수가 증가해도 네트워크상의 손실은 거의 없다.
    • 충돌 발생 가능성 또한 적다.
  • 단점
    • 네트워크 구성 변경이 어렵다.
    • 장애 발생시 전체 네트워크에 영향을 크게 끼친다.

• 메시 토폴로지

  • 그믈망 처럼 연결된 네트워크 구성
  • 장점
    • 노드를 통하는 경로가 여러 존재하여, 한 노드에서 장애가 발생하여도 전체 네트워크가 받는 영향은 상대적으로 작다.
  • 단점
    • 노드의 추가가 어렵다.
    • 구축과 운용 비용이 높다.

• 병목현상

  병목 현상은 전체 시스템의 성능이나 용향이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 의미한다.
  서비스에서 이벤트를 열었을 때 트래픽이 많이 생기고 그 트래픽을 잘 관리하지 못한다면 병목 현상이 일어난다.
  사용자는 늘어진 지연 시간을 경험하거나, 심하면 해당 서비스에 접근에서 문제가 발생되어 접근 자체를 못하게 된다.

네트워크 토포로지는 이 병목 현상을 찾을 때 가장 중요한 기준이 된다.
특정 노드에 트래픽이 몰려 병목현상이 발생했을 때, 어떠한 노드 사이에 회선을 추가하여 병목 현상을 해결할 수 있는지 판변할 수 있기 때문이다.

네트워크 토폴로지 외 네트워크 대역폭, 서버 CPU/ 메모리 사용량, 비효율적인 네트워크 구성 등이 병목 현상의 주된 원인이다.

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네트워크의 분류

네트워크는 규모를 기준으로 LAN,MAN,WAN 총 3가지로 나눌 수 있다.

• LAN (Local Area Network)

  근거리 영역 네트워크를 의미한다.
  건물이나 캠퍼스 등의 좁은 공간에서 윤영되어 전송 속도가 빠르면 혼잡하지 않다.

• MAN (Metropolitan Area Network)

  대도시 영역 네트워크를 의미한다.
  전송 속도는 평균이며, LAN보다는 더 혼잡하다.

• WAN (Wide Ares Network)

  광대역 네트워크를 의미한다.
  국가 또는 대륙 같은 넓은 자역에서 운영되어 전송 속도는 낮으며, MAN보단 더 혼잡하다.

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네트워크 프로토콜 표준화

네트워크 프로토콜은 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 주고 받는 방식과 규칙을 정의한 표준이다.