네트워크

1. 네트워크 정의

노드와 링크가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않은 집합체

- 여기서 노드란 서버, 스위치, 라우터 등의 네트워크 장치를 의미

좋은 네트워크라고 하면 다음과 같은 조건을 만족한다.

• 많은 처리량을 처리 가능
• 지연시간이 짧고 장애 빈도가 적음
• 좋은 보안을 갖춤

처리량(throughput)

링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터양

처리량은 사람들이 많이 접속할 때 증가하는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭 등에 영향을 받는다.

지연시간(latency)

요청이 처리되는 시간

즉, 메세지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸리는 시간이다.
지연시간은 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간 등에 영향을 받는다.

2. 네트워크 설계 토폴로지(topology)

토폴로지란, 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있고 연결되어 있는지 그 설계를 말한다.

트리 토폴로지 (계층 토폴로지)

장점

1. 노드의 추가, 삭제가 쉽다.

단점

1. 특정 노드에 트래픽이 몰리면 그 하위 노드에 영향을 미친다.

버스 토폴로지

중앙 통신 회선 하나에 여러개의 노드가 연결되어 있는 형식, 주로 근거리 통신망(LAN)에 사용된다

장점

1. 설치 비용이 적고, 신뢰성이 우수하다.
2. 중앙 통신 회선에 노드의 추가, 삭제가 쉽다.

단점

1. 스푸핑이 가능하다.

스푸핑

LAN상에서 송신부의 패킷을 알맞은 호스트에게 전달하는 스위칭 기능을 마비시켜
그 패킷을 가로채 특정 노드에게 전달하는 것

스타 토폴로지

중앙에 있는 노드에 연결된 네트워크 구성

장점

1. 노드의 추가, 삭제가 용이하다.
2. 에러를 탐지하기 쉽다.
3. 패킷의 충돌 가능성이 적다.

단점

1. 중앙 노드에서 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 미친다.
2. 설치 비용이 높다.

링형 토폴로지

장점

1. 노드 수가 증가되어도 네트워크 손실이 거의 없다.
2. 패킷 충돌 가능성이 적다
3. 노드의 고장을 쉽게 찾을 수 있다.

단점

1. 네트워크 구성이 변경이 어렵다.
2. 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 끼친다.

메시(망형) 토폴로지

그물망처럼 연결되어 있는 구조

장점

1. 한 개의 노드에 장애가 발생하더라도 여러 경로가 존재하기 때문에 네트워크를 계속 사용할 수 있다.
2. 트래픽 분산 처리가 가능하다.

단점

1. 노드 추가가 어렵다.
2. 구축비용과 운용비용이 높다.

병목 현상

병목(bottle neck)현상은 전체 시스템의 성능이 특정 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다.
병의 몸통은 넓지만 병의 목이 좁기 때문에 내용물이 조금씩 나오는 것에 빗댄 표현이다.

[ 네트워크 병목 현상의 주된 원인 ]
1. 네트워크 대역폭
2. 네트워크 토폴로지
3. 서버 CPU, 메모리 사용량
4. 비효율적인 네트워크 구성

따라서 병목 현상을 해결하기 위해서 앞서 언급한 네트워크 토폴로지를 활용해 어떻게 네트워크를 설계해야할 지 고민하는 것이 중요하다.

3. 네트워크 분류

네트워크는 보통 규모를 기반으로 분류한다.

LAN Local Area Network

• 근거리 통신망을 의미하며 하나의 건물 내에서와 같이 좁은 공간에서 사용된다.
• 전송속도가 빠르며 혼잡하지 않다.

MAN Metropolitan Area Network

• 대도시와 같은 규모의 지역 네트워크를 나타낸다.
• 전송속도는 평균이며, LAN보다 혼잡하다.

WAN World Area Network

• 광역 네트워크를 의미하며 전세계적으로 연결되어 있다.
• 전송 속도가 낮고, MAN보다 혼잡하다.

4. 네트워크 성능 분석

애플리케이션 코드에는 문제가 없는데 사용자의 요청에 서버가 응답하지 못하는 경우는 네트워크 병목 현상일 가능성이 높다.
따라서 네트워크 성능 분석을 통해 어디서 에러가 터졌는지 해결할 수 있어야 한다.

ping (Packet INternet Groper)

네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어

다음과 같은 정보를 알 수 있다.

1. 해당 노드의 패킷 수신 상태
2. 패킷이 도달하기까지의 시간
3. 해당 노드까지 네트워크 연결 상태

ping은 TCP/IP 프로토콜 중에 ICMP 프로토콜을 통해 동작한다.
때문에 ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기를 대상으로 실행할 수 없는 한계가 존재한다.

netstat

점속되어 있는 서비스의 네트워크 상태를 표시하며
네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등의 리스트를 보여준다.

주로 서비스의 포트가 연결되어 있는지 확인할 때 사용한다.

nslookup

DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 사용한다.
도메인에 매핑된 IP주소를 찾기 위해 사용한다.

DNS

도메인 이름과 IP주소를 매핑해주는 서버다.

www.google.com을 검색하면 구글 IP를 자동으로 매핑해준다.
IP가 바뀌더라도 사용자는 도메인을 통해 바뀐 IP로 접속할 수 있다.

tracert

윈도우는 tracert, 리눅스는 traceroute

목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어다.
어느 구간에서 응답이 느려지는지 등을 확인할 때 사용한다.

네트워크 프로토콜

네트워크 프로토콜이란, 데이터를 장치 간 데이터를 잘 주고받고자 설정한 일종의 규약이다.
즉, 어떻게 메세지를 주고 받을 것인지 그 형식을 정해놓았다고 볼 수 있다.

IEEE, IETF라는 표준화 단체가 이를 정한다.