네트워크란?
- 컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결망을 지칭하는 용어
- 노드와 링크가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미
노드란?
- 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치
링크란?
- 유선 또는 무선
2.1.1 처리량과 지연 시간
좋은 네트워크란?
- 많은 처리량을 처리 가능
- 지연 시간이 짧음
- 장애 빈도가 적음
- 좋은 보안을 갖춤
처리량이란?
- 링크를 통해 전달되는 단위 시간 당 데이터양
- 단위: bps; 초당 전송 또는 수신되는 비트 수
처리량에 영향을 주는 요소들
- 트래픽
- 네트워크 장치 간의 대역폭
- 네트워크 중간에 발생하는 에러
- 장치의 하드웨어 스펙
지연시간이란?
- 요청이 처리되는 시간. 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린 시간.
지연시간에 영향을 주는 요소들
- 매체 타입(유선, 무선)
- 패킷 크기
- 라우터의 패킷 처리 시간
대역폭
주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
2.1.2 네트워크 토폴로지와 병목 현상
네트워크 토폴로지란?
- 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식. 연결 형태
트리 토폴로지
- 트리(tree) 토폴로지는 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성을 말합니다.
- 노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있습니다.
버스 토폴로지란?
- 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성
- 근거리 통신망에서 사용
- 설치 비용이 저고 신뢰성이 우수하여 중앙 통신 회선에 노트를 추가하거나 삭제하기 쉬움
- 그러나 스푸핑이 가능함
스푸핑
- LAN 상에서 송선부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 피킷이 오도록 처리하는 것
스타 토폴로지란?
- 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성을 말함.
- 노드 추가나 에러 탐지가 쉬움
- 패킷의 충돌 발생 가능성이 적음
- 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러 발견 가능
- 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적음
- 중앙노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없음
- 설치 비용이 고가
링형 토폴로지란?
- 각각의 노드가 양 평의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고치처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식
- 데이터는 노드에서 노드를 이동하게 되며, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리함.
- 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능성이 적고 노드 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있음.
메시 토폴로지란?
- 망형 토폴로지. 그물망처럼 연결된 구조.
- 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 경로가 존재하여 네트워크를 계속 사용 가능
- 트래픽 분산 처리 가능
- 노드 추가가 어려움
- 구축 비용과 운용 비용이 고가!
병목현상
- 네트워크의 구조라고도 일컫는 토폴로지가 중요한 이유.
- 병목현상을 찾을 때 중요한 기준이 된다.
병목(bottleneck) 현상은 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다. 예를 들어 병의 몸통보다 병의 목 부분 내부 지름이 좁아서 물이 상대적으로 천천히 쏟아지는 것에 비유할 수 있다. 서비스에서 이벤트를 열었을 때 트래픽이 많이 생기고 그 트래픽을 잘 관리하지 못하면 병목 현상이 생겨 사용자는 웹 사이트로 들어가지 못한다.
2.1.3 네트워크 분류
규모를 기반으로 분류
- LAN(Local Area Network): 사무실과 개인적으로 소유 가능한 규모
- MAN(Metropolitan Area Network): 서울시 등 시 정도 규모
- WAN(Wide Area Network): 세계 규모
LAN
- 근거리 통신망 의미
- 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영
- 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않음.
MAN
- 대도시 지역 네트워크
- 도시 같은 넓은 지역에서 운영
- 전송 속도는 평균
- LAN보다는 더 많이 혼잡함
WAN
- 광역 네트워크
- 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영됨.
- 전송 속도 낮음.
- MAN보다 더 혼잡
2.1.4 네트워크 성능 분석 명령어
- 애플리케이션 코드 상에는 전혀 문제가 없는데 사용자가 서비스로부터 데이터를 가져오지 못하는 상황이 발생되기도 하며, 이는 네트워크 병목 현상일 가능성이 있음.
네트워크 병목 현상의 주된 원인
- 네트워크 대역폭
- 네트워크 토폴로지
- 서버 CPU, 메모리 사용량
- 비효육적인 네트워크 구성
- 이 때는 네트워크 관련 테스트와 네트워크와 무관한 테스트를 통해 '네트워크로부터 발생한 문제점'인 것을 확인한 후 네트워크 성능 분석을 해봐야 함.
ping
- 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어.
- 이를 통해 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 동작하며, 이 때문에 ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기를 대상으로는 연결할 수 없거나 네트워크 정책상 ICMP나 traceoutc를 차단하는 대상의 경우 ping 불가능
ping [IP 주소 또는 도메인 주소]netstat
접속되어 잇는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는데 사용되며 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등의 리스트 보여줌. 주로 서비스의 포트가 열려 있는 지 확인할 때 씀.
nslookup
DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어
특정 도메인에 매핑된 ip를 확인하기 위해 사용
tracert
윈도우에서는 tracert이고 리눅스에서는 traceroute
목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용
목적지 노드까지 구간들 중 응답 시간이 느려지는지 등을 확인할 수 있음.
2.1.5 네트워크 프로토콜 표준화
-
네트워크 프로토콜이란 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스를 말함.
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이러한 프로토콜은 기업이나 개인이 발표해서 정하는 것이 아니라 IEEE 또는 IETF라는 표준화 단체가 이를 정함.
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IEEE802.3은 유선 LAN 프로토콜로, 유선으로 LAN을 구축할 때 쓰이는 프로토콜.
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이를 통해 만든 기업이 다른 장치라도 서로 데이터를 수신 가능.
[참고자료]
[공부블로그] https://jeong-yooon.tistory.com/