네트워크 : 컴퓨터 등 장치들이 통신 기술을 통해 구축하는 연결망을 지칭하는 용어
2. 네트워크의 기초
네트워크 : 노드 <-> 링크가 서로 연결돼 있거나, 연결돼 리소스를 공유하는 집합
- 노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치들
- 링크 : 유선 or 무선 연결 방식
2 - 1. 처리량, 지연 시간
좋은 네트워크의 개념
- 많은 처리량을 처리 가능
- 지연 시간이 짧음
- 장애 빈도 낮음
- 좋은 보안을 갖춤
처리량
처리량 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양
얼마만큼의 트래픽을 처리했는지 나타낸다.
처리량의 단위 -> bps(bits per second) : 초당 전송 or 수신되는 bit 수
트래픽, 처리량 의미 차이
- 트래핑이 많아짐 => "흐르는 데이터가 많아졌다."
- 처리량이 많아짐 => "처리되는 트래픽이 많아졌다."
대역폭 : 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 bit 수
지연 시간
요청이 처리되는 시간을 의미한다.
지연 시간에 영향을 주는 것
- 매체 타입 (무선, 유선)
- 패킷 크기
- 라우터의 패킷 처리 시간
2 - 2. 네트워크 토폴로지, 병목 현상
네트워크 토폴로지 : 노드와 링크가 어떻게 배치돼 있는지에 대한 방식이자 연결 형태
트리 토폴로지
'계층형 토폴로지' 라고도 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구조
- 노드의 추가, 삭제가 쉽다
- 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 줄 수 있다.
버스 토폴로지
중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결돼 공유하는 네트워크 구성
근거리 통신망 (LAN)에서 사용한다.
장점
- 설치 비용이 적다
- 신뢰성이 우수하다.
- 중앙 통신 회선에 노드 추가, 삭제가 쉽다.
단점
- 스푸핑이 가능한 문제점이 있다.
스푸핑 : LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 속이거나 마비시켜 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것이다.
중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결돼 있기 때문에 스위칭 기능을 속이게 되면 스푸핑이 가능해진다.
스타 토폴로지
중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
장점
- 노드를 추가하기 쉽다
- 에러를 탐지하기 쉽다
- 패킷의 충돌 가능성이 적다.
- 장애 노드가 중앙 노드가 아닌 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다.
단점
- 중앙 노드에 장애 발생 시 전체 네트워크를 사용할 수 없다.
- 설치 비용이 많이 나간다.
링형 토폴로지
각각의 노드가 양 옆의 1개씩 노드들과 연결돼 고리 (반지) 형태로 연속돼 통신하는 망 구성 방식
장점
- 노드의 개수가 증가해도 네트워크 상 손실이 거의 없다.
- 충돌이 발생될 가능성이 적다.
- 노드 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다.
단점
- 네트워크 구성 변경이 어렵다.
- 회선에 장애가 발생 시 전체 네트워크에 영향을 크게 끼칠 수 있다.
메시 토폴로지 (망형 토폴로지)
메시(mesh)는 그물망처럼 돼 있는걸 의미한다.
장점
- 하나의 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재해 네트워크를 지속적으로 사용 가능하다.
- 추가로 트래픽 분산 처리도 가능하다.
단점
- 노드의 추가가 어렵다.
- 구축 비용, 운용 비용이 많이 든다.
병목 현상
병목 현상 : 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상
예시로는 공간이 엄청 넓더라도 만약 출입문의 개수가 적거나 작다면 유동 유동의 흐름에 문제가 생길 수 있다.
서비스에서 이벤트를 열었을 때 트래픽이 많이 생기고, 트래픽을 잘 관리하지 못 하면 병목 현상이 생겨 사용자는 웹 사이트로 들어가지 못하게 된다.
위 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 될 수 있기 때문에 토폴로지가 중요하다.
2 - 3. 네트워크 분류
- LAN (Local Area Network) : 규모가 작아서 개인적으로 소유 가능한 규모
- MAN (Metropolitan Area Network) : 서울시 와 같이 시 규모
- WAN (Wide Area Network) : 세계 규모
- 규모가 커질 수록 전송 속도는 느려지고, 혼잡스러워진다.
2 - 4. 네트워크 성능 분석 명령어
애플리케이션 코드 상으로 문제가 없는데도 사용자가 서비스로부터 데이터를 못 가져올 때 네트워크 병목 현상일 가능성이 있다.
주된 원인으로는
- 네트워크 대역폭
- 네트워크 토폴로지
- 서버 CPU, 메모리 사용량
- 비효율적인 네트워크 구성
이런 원인들이 있으며 성능 분석을 위해 사용하는 명령어들을 알아보자.
ping
ping (Packet INternet Groper) : 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어
- 해당 노드의 패킷 수신 상태
- 도달하기까지의 시간
- 네트워크가 잘 연결돼 있는지
위와 같은 데이터를 얻을 수 있다.
ping은 TCP/IP 프로토콜 중 ICMP 프로토콜을 통해 동작한다.
그래서 ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기를 대상으로는 실행할 수 없거나 네트워크 정책 상 ICMP나 traceroute를 차단하는 경우 테스팅 불가능하다.
-n 12 옵션을 넣어 12번의 패킷을 보내고 12번 받는 것을 볼 수 있다.
명령 프롬프트에서 해볼 수 있다.
netstat
netstat : 접속돼 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되는 명령어
네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여준다.
주로 서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 쓴다.
nslookup
nslookup : DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어
특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용한다.
tracert (윈도우), traceroute (리눅스)
tracert : 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 쓰는 명령어
목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인할 수 있다.
네트워크 프로토콜 표준화
네트워크 프로토콜 : 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스
IEEE 또는 IETF 라는 표준화 단체가 정한다.
IEEE802.3 : 유선 LAN 프로토콜로, 유선으로 LAN을 구축할 때 쓰이는 프로토콜이다. 기업이 다른 장치라도 서로 데이터를 수신할 수 있는 것이다.
예시로는 HTTP가 있는데, HTTP 라는 프로토콜을 통해 노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터를 주고 받을 수 있다.
