24.01.02 네트워크의 기초 1

1. 네트워크의 기초

    - 네트워크란 노드(node) 와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합

    - 노드란 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장비를 의미

    - 링크는 유선 또는 무선을 의미

 

2. 네트워크의 처리량과 지연시간

    - 네트워크를 구축할 때는 좋은 네트워크로 만드는 것이 중요

    - 좋은 네트워크란 많은 처리량을 처리할 수 있으며 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 것을 말함

 

  1) 처리량 (throughput)

       - 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양

       - 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타낸다 많은 트래픽을 처리한다 = 많은 처리량을 가진다는 의미

       - 단위로는 bps (bits per second) 를 사용하는데 초당 전송 또는 수신되는 비트 수라는 의미

       - 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러,

         장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다

       - 트래픽은 특정 시점에 링크내에 흐르는 데이터의 양 

         예) 서버에 저장된 파일(문서, 이미지, 동영상 등)을 클라이언트(사용자)가 다운로드할 때 발생하는 데이터의 누적량

       - 트래픽이 많아졌다 = 흐르는 데이터가 많아졌다 / 처리량이 많아졌다 = 처리되는 트래픽이 많아졌다

         * 대역폭 : 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수

  2) 지연 시간 (latency)

       - 요청이 처리되는 시간

       - 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간

       - 매체 타입(무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받는다

 

3. 네트워크 토폴로지 (network topology)

    - 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미

 

  1) 트리 토폴로지 (tree)

       - 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성

       - 노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다

 

  2) 버스 토폴로지 (bus)

       - 중앙 통신 회선 하나에 여러개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며 근거리 통신망(LAN)에서 사용

       - 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉬우나 스푸핑이 가능한

         문제가 있다

 

     (1) 스푸핑

           - LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을

             마비시키거나 속여서 특정 노드에 해상 패킷이 오도록 처리하는 것

           - 스푸핑을 적용하면 올바르게 수신부로 가야 할 패킷이 악의적인노드에 전달 됨

 

  3) 스타 토폴로지 (star, 성형)

       - 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성

       - 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다

       - 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있으며 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우

         다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다

       - 하지만 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용하라 수 없고 설치 비용이 고가

 

  4) 링형 토폴로지 (ring)

       - 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 기을 통해 통신을 하는 망 구성 방식

       - 데이터는 노드에서 노드로 이동을 하게 되며, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리

       - 노드수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능성이 적고 노드의 고장 발견을

         쉽게 찾을 수 있다

       - 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼치는 단점이 있다

 

  5) 메시 토폴로지 (mesh)

       - 망형 토폴로지라고도 하며 그물망 처럼 연결되어 잇는 구조

       - 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도
         분산 처리가 가능

       - 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운영 비용이 고가인 단점

 

4. 병목 현상

    - 네트워크의 구조라고도 일컫는 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요 기준이 되기 때문

    - 예) 아래 그림처럼 서비스를 만들었는데 병목 현상이 일어나서 사용자가 서비스를 이용할 때 지연 시간이

            길게 발생하고 있다고 했을 때 관리자가 지연 시간을 짧게 만들기 위해 대역폭을 크게 설정했음에도 성능이

            개선되지 않았다

    - 예) 관리자가 네트워크 토폴로지가 어떻게 되어 있나 확인했고, 서버와 서버간 그리고 게이트웨이로 이어지는

            회선을 추가해 병목 현상을 해결