네트워크
노드와 링크가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않은 집합체
++ 노드 -> 서버, 라우터, 스위치 등의 네트워크 장치 / 링크 -> 유선 무선
처리량 : 링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터양 ( 단위 : bps-bit per second )
대역폭 : 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
지연 시간 : 요청이 처리되는 시간, 어떤 메세지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간
네트워크 연결 형태
- 트리형
노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다.
2, 버스형
중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성이다. 근거리 통신망(LAN)에서 많이 사용한다. 설치 비용이 적고 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기가 쉽다. - 스타형
중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성으로 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고, 패킷 충돌 발생 가능성이 적으며 어떤 노드에 장애가 발생하고 중앙 노드 외엔 장애가 발생해도 다른 노드에 영향이 적다. 하지만 중앙 노드에 장애 발생 시 전체 네트워크를 사용할 수 없다. - 링형
각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식이다. 데이터는 노드에서 노드로 이동을 하게 되며, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리한다. 노드 수가 증가되어도 네트워크 상의 손실이 거의 없고 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다. 하지만 네트워크 구성 변경이 어렵고, 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 미친다는 단점이 있다. - 망형(Mesh형)
모든 노드가 그물망처럼 연결되어있는 구조이다. 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있으며, 트래픽 분산 처리도 가능하다. 하지만 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가인 단점이 있다.
ping ㅣ 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어이다. 이를 통해 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지의 시간 등을 알 수 있다. ping은 TCP/IP 프로토콜 중 ICMP 프로토콜을 통해 동작한다.
netstat
접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되며, 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등의 리스트를 보여준다. 주로 서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 쓴다.
TCP/IP 4계층
** 애플리케이션 계층
FTP, HTTP, SSH, SMTP, DNS 등 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층으로 서비스를 실질적으로 사람들에게 제공하는 층이다.
PDU : 메시지
** 전송 계층
송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하며 연결 지향 데이터 스트림 지원, 신뢰성, 흐름 제어를 제공하며 애플리케이션과 인터넷 계층 사이에서 데이터가 전달될 때의 중계 역할을 한다. TCP, UDP가 있다.
PDU : 세그먼트(TCP), 데이터그램(UDP)
** 인터넷 계층
장치로부터 받은 네트워크 패킷을 IP주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층이다.
IP, ARP, ICMP 등이 있으며, 패킷을 수신해야 할 상대의 주소를 지정하여 데이터를 전달한다.
PDU : 패킷
** 링크 계층
전선, 광섬유, 무선 등으로 실질적으로 데이터를 전달하며 장치 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층으로 네트워크 접근 계층이라고도 한다. 링크 계층은 물리 계층과 데이터 링크 계층으로 나누기도 한다.
PDU : 프레임(데이터 링크 계층), 비트(물리 계층)
PDU (Protocol Data Unit) : 네트워크의 어떠한 계층에서 계층으로 데이터가 전달될 때 한 덩어리의 단위
네트워크 기기와 처리 범위
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애플리케이션 계층 : L7 스위치
로드 밸런서, 서버의 부하를 분산하는 기기로 클라이언트로부터 오는 요청들을 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할을 한다. -
인터넷 계층 : 라우터, L3 스위치
라우터는 여러 개의 네트워크를 연결, 분할, 구분 시켜주는 역할을 하며 다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고 받을 때 패킷 소모를 최소화하고 경로를 최적화하여 최소 경로로 패킷을 포워딩하는 라우팅을 하는 장비이다.
L3 스위치는 L2 스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비를 말한다. 하드웨어 기반의 라우팅을 담당하는 장치라고 할 수 있다.
라우팅 테이블을 참조하고 IP 패킷이 PDU이며, IP 주소를 참조한다. -
데이터 링크 계층 : L2 스위치, 브리지
L2 스위치는 MAC 주소를 통해 장치를 관리하며, 패킷 전송을 담당한다. 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭하는 역할을 한다.
브리지는 두 개의 근거리 통신망을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치로 포트와 포트 사이의 다리 역할을 한다.
IP 주소
ARP(Address Resolution Protocol) IP주소와 MAC주소 사이의 다리 역할을 하는 프로토콜이다.
홉 바이 홉 통신은 IP 주소를 통해 통신하는 과정을 말한다. 즉, 통신 장치에 있는 라우팅 테이블의 IP를 통해 시작 주소부터 시작하여, 다음 IP로 계속해서 이동하는 라우팅 과정을 거쳐 패킷이 최종 목적지까지 도달하는 통신을 말한다.
라우팅 테이블?
송신지에서 수신지까지 도달하기 위해 사용되며, 라우터에 들어가있는 목적지 정보들과 그 목적지로 가기 위한 방법이 들어 있는 리스트를 뜻한다. 라우팅 테이블에는 게이트웨이와 모든 목적지에 대해 해당 목적지에 도달하기 위해 거쳐야 할 다음 라우터의 정보를 가지고 있다.
게이트 웨이?
서로 다른 통신망, 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 통신을 가능하게 하는 관문 같은 역할을 하는 컴퓨터나 소프트웨어를 일컫는 말이다.
IP 주소 체계
IPv4는 클래스 기반 할당 방식을 사용한다. 앞에 있는 부분을 네트워크 구별 주소, 그 뒤에 있는 부분을 컴퓨터에 부여하는 호스트 주소로 놓아서 사용한다.
A 클래스 : 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B 클래스 : 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C 클래스 : 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)은 IP 주소 및 기타 통신 매개 변수를 자동으로 할당하기 위한 네트워크 관리 프로토콜이다. 이 기술을 통해 네트워크 장치의 IP 주소를 수동으로 설정할 필요 없이 인터넷에 접속할 때마다 자동으로 IP 주소를 할당할 수 있다. 대부분의 가정용 네트워크에서 IP를 이렇게 할당한다
NAT(Network Address Translation)은 패킷이 라우팅 장치를 통해 전송되는 동안 패킷의 IP주소 정보를 수정하여 IP주소를 다른 주소로 매핑하는 방법이다. NAT를 쓰는 이유는 주로 여러 대의 호스트가 하나의 공인 IP 주소를 사용하여 인터넷에 접속하기 위함이다. 또한 NAT를 통해 내부 네트워크에서 사용하는 IP 주소와 외부에 드러나는 IP 주소를 다르게 유지할 수 있기 때문에 내부 네트워크에 대한 어느정도의 보안이 가능해진다.
