네트워크란 노드와 링크가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않은 집합체 → 자료구조의 그래프 (?)
- 여기서 노드란 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치를 의미
- 링크는 유선 or 무선을 의미
네트워크 구축
- 네트워크 구축을 할 때는 많은 처리량을 처리가능하며, 지연시간이 짧고, 장애 빈도가 적으며, 좋은 보안을 갖춰야 함
- 그냥 간단히 말해서 좋아보이는건 다 좋게끔 구축을 해야함
처리량
- 처리량은 링크(유선 or 무선)를 통해 전달되는 시간당 데이터 양을 의미
- 단위로는 주로 bps를 사용함
- bps란, bits per second을 의미. 즉, 초당 전송 or 수신되는 비트의 수를 의미
- 처리량은 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받음
- 대역폭이란, 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
- 대역폭이란, 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
지연시간
- 지연시간이란, 요청이 처리되는 시간을 말하며, 어떠한 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간을 의미
- ex. 가는데 800ms, 오는데 900ms 걸렸다면 지연시간은 1700ms
- 지연시간은 매체 타입 (무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받음
네트워크 토폴로지
- 네트워크 토폴로지란 노트와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미함
- 네트워크의 구조라고 일컫는 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문
- 네트워크의 구조에 따라 그에 맞는 방법을 통해 병목 현상을 해결할 수 있기 때문
트리 토폴로지
- 트리 토폴로지는 계층형 토폴로지라고 부르며, 트리 형태로 배치한 네트워크 구성을 말함
장점
- 노드의 추가 및 삭제가 쉬움
단점
- 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있음
버스 토폴로지
- 버스 토폴로지는 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며 근거리 통신망(LAN)에서 사용함
장점
- 간단한 구조로 설치가 간단함
- 다른 토폴로지에 비해 케이블 길이가 적어 비용이 저렴함
- 특정 노드가 실패했을 때 다른 노드에 영향을 주지 않음
- 노드를 추가 및 삭제하는 것이 쉬움
단점
- 그러나 장애 발생시 전체 네트워크가 영향을 받음
- 병목현상이 발생할 수 있음
- 한 회선에서 단일한 방향으로 데이터가 흐르기 때문에 대용량 트래픽에 적합하지 않고, 그로 인해 주로 작은 규모의 네트워크에 사용함
- 연결 가능한 노드수가 한정적임
- 버스의 길이가 한정적이기 때문
- 또한, 스푸핑이 가능한 문제점이 있음
- 스푸핑은 ‘속이다’라는 의미로 속임을 이용한 네트워크 공격 방법 중 하나
- 스푸핑은 LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위치 기능을 마비시키거나, 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것을 말함
스타 토폴로지
- 스타(star) 토폴리지는 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성을 말함
장점
- 에러 대처가 수월함
- 특정 노드에서 장애가 발생하면 해당 노드는 응답을 하지 않기 때문에 장애 노드 발견이 수월함
- 노드 추가 및 제거가 쉬움
- 패킷 충돌 발생 가능성이 적음
- 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적음
단점
- 그러나 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가임
- 노드가 증가하면 네트워크 복잡도가 올라감
링형 토폴로지
- 링형 토폴로지는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 방식
- 대체적으로 LAN에서 많이 사용됨
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토큰 패싱을 사용하는 링형은 1980년대에 LAN을 위해 만들어짐
토큰 패싱이란
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토큰 패싱은 토큰에 데이터를 담아 보내는 형식
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토큰은 Start Delimeter, Access Control, End Delimiter로 구성됨
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장점
- 설치가 간단함
- 버스형과 마찬가지로 적은 길이의 케이블이 사용됨
- 데이터 충돌 가능성이 낮음
- 회선에서 동일한 방향으로 흐르기 때문에 데이터 충돌이 거의 발생하지 않음
- 에러가 발생한 노드를 발견하기 쉽게 해줌
- 토큰은 문제가 발생한 노드를 통과하지 못하고 이전 노드로 되돌아가기 때문
- 데이터 전송속도가 동일함
단점
- 보안성이 낮다
- 전송속도가 느리다
- 고리 모양의 회선을 모두 돌아야 하기 때문
- 데이터가 전송된 후 송신 노드로 돌아와야 끝남
- 고리 모양의 회선을 모두 돌아야 하기 때문
- 노드 추가 및 삭제가 어려움
- 회선을 끊고 연결시켜야 하기 때문, 그동안은 네트워크가 동작하지 않음
- 하나의 노드의 장애는 네트워크 전체의 장애를 유발함
메시 토폴로지
- 메시 토폴로지는 망형 토폴로지라고도 하며, 그물망처럼 연결되어 있는 구조
장점
- 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고, 트래픽도 분산 처리가 가능함
- 국방 네트워크처럼 안전해야하는 네트워크에서 주로 사용
단점
- 그러나 노드 추가가 어렵고 구축 비용 및 운용 비용이 고가인 단점이 존재
병목 현상
- 병목 현상이란, 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 의미
- 서비스에서 이벤트를 열었을 때 트래픽이 많이 생기고, 그 트래픽을 잘 관리하지 못하면 병목 현상이 생겨 사용자는 웹사이트에 들어오지 못함
출처
- 면접을 위한 CS 전공지식 노트
- https://colinch4.github.io/2021-11-19/network_topology/#bus
hello dev!!