네트워크란?
컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결망
더 자세하게,
노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합
원이 노드, 선이 링크
처리량과 지연 시간
좋은 네트워크란...
- 많은 처리량을 처리할 수 있다.
- 지연 시간이 짧다.
- 장애 빈도가 적다.
- 좋은 보안을 갖춘다.
처리량(throughput)
링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양
많은 트래픽을 처리한다 = 많은 처리량을 가진다
- 단위 : bps (bits per second, 초당 전송, 초당 수신되는 비트 수)
- 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 하드웨어 스펙에 영향을 받는다.
트래픽이란?
특정 시점에 링크 내에 '흐르는' 데이터의 양
ex ) 서버에 저장된 파일을 클라이언트가 다운로드할 때 발생되는 데이터의 누적량대역폭이란?
주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
지연 시간(latency)
요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간
- 매체 타입(무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받는다.
네트워크 토폴로지와 병목 현상
네트워크 토폴로지란?
노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태
네트워크를 설계할 때 고려한다.
트리 토폴로지
계층형 토폴로지
- 노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다.
버스 토폴로지
근거리 통신망(LAN)에서 사용하는, 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유되는 형태
- 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드 추가, 삭제가 쉽다.
- 그러나 스푸핑이 가능하다.
스푸핑이란?
LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드(악의적인 노드)에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것
스타 토폴로지
중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
- 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다.
- 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없다.
- 설치 비용이 고가이다.
링형 토폴로지
데이터는 노드에서 노드로 이동하게 되며, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리하는 형태
- 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌 가능성이 적고 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다.
- 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼친다.
메시 토폴로지
망형 토폴로지
- 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도 분산 처리가 가능하다.
- 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가이다.
병목 현상
전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상
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ex ) 서비스에서 이벤트를 열었을 때 트래픽이 많이 생기고 그 트래픽을 잘 관리하지 못하면 병목 현상이 생겨 사용자가 웹 사이트로 들어가지 못함.
-
네트워크 구조인 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 기준이 되기 때문이다.
-
네트워크가 어떤 토폴로지인지, 서버 - 게이트웨이 - 사용자 간 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 잘 해결할 수 있다.
네트워크 분류
네트워크는 규모를 기반으로 분류할 수 있다.
LAN (Local Area Network)
근거리 통신망.
- 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영
- 전송 속도가 빠르고 혼잡 X
MAN (Metropolitan Area Network)
대도시 지역 네트워크.
- 도시 같은 넓은 지역에서 운영
- 전송 속도는 평균이고 LAN보다 혼잡
WAN (Wide Area Network)
광역 네트워크.
- 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영
- 전송 속도는 낮으며 MAN보다 더 혼잡
네트워크 성능 분석 명령어
코드 상 문제가 없는데 사용자가 서비스로부터 데이터를 가져오지 못하는 경우, 네트워크 병목 현상일 가능성이 있다.
네트워크 병목 현상의 주된 원인
- 네트워크 대역폭
- 네트워크 토폴로지
- 서버 CPU, 메모리 사용량
- 비효율적인 네트워크 구성
테스트를 통해 네트워크로부터 발생한 문제점인 것을 확인한 후 네트워크 성능 분석을 해야 한다.
사용할 수 있는 명령어는 아래와 같다.
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 있다.
- ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기를 대상으로는 실행할 수 없다.
netstat
접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되며 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 종류 등 리스트를 보여준다.
- 서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 주로 사용한다.
nslookup
DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어
- 특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용한다.
- DNS : IP 주소 및 기타 데이터를 저장하고 이름별로 쿼리할 수 있게 해주는 계층형 분산 데이터베이스
tracert
목적지 노드까지 네트워크 경로를 추적할 때 사용하는 명령어
- 윈도우가 tracert, 리눅스가 traceroute
- 구간 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인할 수 있다.
네트워크 프로토콜 표준화
네트워크 프로토콜이란?
다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스 (IEEE 표준화)
예를 들어, HTTP는 웹을 접속할 때 쓰인다. 서로 약속된 인터페이스인 HTTP라는 프로토콜을 통해 노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터를 주고받을 수 있다.
Reference
- 면접을 위한 CS 전공지식노트 (주홍철 저)
- https://m.blog.naver.com/hilineisp/10169694570?view=img_6
