네트워크의 기초

처리량과 지연 시간

처리량

• 링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터양
• 단위 : bps(bits per second), 초당 전송 또는 수신되는 비트 수
• 사용자들이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받음

지연 시간

• 요청이 처리되는 시간, 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간
• 매체 타입, 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받음

네트워크 토폴로지와 병목 현상

네트워크 토폴로지

• 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 빙식이자 연결 형태

• 트리 토폴로지

  • 계층형 토폴로지, 트리 형태로 배치한 네트워크 구성
  • 노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다.
    

• 버스 토폴로지

  • 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성
  • 근거리 통신방(LAN) 사용
  • 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉽다.
    
  • 스푸핑이 가능한 문제점이 있다.
    • LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것
      

• 스타 토폴로지

  • 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 있고 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다.
  • 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가이다.
    

• 링형 토폴로지

  • 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식
  • 데이터는 노드에서 노드로 이동
  • 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷 처리
  • 노드 수가 증가해도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌 발생 가능성이 적고 노드 고장을 쉽게 찾을 수 있다.
  • 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼친다.
    

• 메시 토폴로지

  • 망형 토폴로지ㅏ고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조
  • 한 단말 장치에 장애가 발생해도 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도 분산 처리가 가능하다.
  • 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가이다.
    

병목 현상

• 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상
  • ex) 유리병의 몸통보다 병의 목 부분 내부 지름이 좁아서 물이 상대적으로 천천히 쏟아지는 것
• 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문이다.
• 네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또한 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알면 병목 현상을 해결할 수 있다.

네트워크 분류

• 네트워크는 규모를 기반으로 분류할 수 있다.

LAN(Local Area Network)

• 근거리 통신망, 같은 건물이나 사무실 등 좁은 공간에서 운영
• 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않다.

MAN(Metropolitan Area Network)

• 대도시 지역 네트워크, 도시 같은 넓은 지역에서 운영
• 전송 속도 평균, LAN보다는 혼잡함

WAN(Wide Area Network)

• 광역 네트워크, 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영
• 전송 속도 낮고 MAN보다 더 혼잡함

네트워크 성능 분석 명령어

ping(Packet INternet Grper)

• 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패키을 전송하는 명령어
• 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지 시간 등을 알 수 있으며 해당 노드까지 네트워크가 잘 연결되어 있는지 확인할 수 있다.
• TCP/IP 프로토콜 중 ICMP 프로토콜을 통해 동작
• ping [IP 주소 또는 도메인 주소] 로 실행

netstat

• 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되는 명령어
• 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여줌
• 주로 서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 사용

nslookup

• DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어
• 특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용

tracert

• 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어
• 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인할 수 있음

네트워크 프로토콜 표준화

• 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스
• 웹을 접속할 때 쓰이는 HTTP라는 프로토콜을 통해 노드들이 웹 서비스를 기반으로 데이터를 주고받음