Network

Network

• 노드와 링크가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합
• 서로 다른 computer 끼리 서로 연결 되어있는 망을 의미 한다.
• Computer 가 사물(Thing) 로 변화하면서 IOT(Internet Of Things) 가 되는 것
• 노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치
• 링크 : 유선 또는 무선
• 좋은 네트워크란 많은 처리량을 처리할 수 있으며 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크
• 처리량 Throughput : 링크를 통해 전달되는 단위 시간 당 데이터
• 대역폭 : 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
• 지연시간 Latency : 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복 하는데 걸린 시간으로 매체 타입 (유/무선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받음

Network Topolgy 네트워크 토폴로지

• 네트워크 토폴로지는 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태
• 트리 트롤로지 : 계층형 트롤로지라고 하며 트리 형태로 배치한 구성을 말한다. 노드의 삭제, 추가가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중 될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다.
• 버스: 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며 근거리 통신망(LAN)에서 사용한다. 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제가 쉽다. 단, 스푸핑이 가능한 문제가 있다.
  • 스푸핑 : LAN상에서 송신부의 패킷을 송식나 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것
• 스타 트롤로지 : 성형 트롤로지라고도 하며 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성으로 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다. 단, 중앙 노드에 장애가 발생하며 전체 네트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가이다.
• 링형 트롤로지 : 각각의 노드가 양ㅇ 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식으로 데이터는 노드에서 노드로 이동하게 되며 가각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리한다. 노드 수가 증가되어도 네트워크 상의 손실이 거의 없고 노드 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있따. 단, 네트워크 구성 변경이 어렵고 회신에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼칠 수 있다.
• 메시 트롤로지 : 망형 트롤로지라고도 하며 그물망처럼 열결되어 있는 구조로 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러개의 경로가 졵2ㅐ하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도 분산 처리가 가능하다. 하지만 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가다.
• 병목 현상 Bottleneck: 전체 시스템의 성능이나 용량의 하나의 구성요소로 인해 제한을 받는 현상으로 네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또한 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게 해결할 수 있다.
  • 원인 : 네트워크 대역폭, 네트워크 토폴로지, 서버 CPU,메모리 사용량, 비효율적인 네트워크 구성

네트워크 분류

• 네트워크는 규모를 기바능로 분류 할 수 있다.
• LAN Local Area Network : 근거리 통신망을 의미하며 같은 건물이나 캠퍼스와 같은 좁은 공간에서 운영된다. 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않다.
• MAN Matropolitan Area Network : 대도시 지역 네트워크를 나타내며 도시 같은 넓은 지역에서 운영된다. 전송 속도는 평균이며 LAN보다는 혼잡하다.
• WAN wide Area Network : 광역 네트워크를 의미하며 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영된다. 전송 속도는 낮으며 MAN보다 더 혼잡하다.

네트워크 성능 분석 명령어

• 네트워크 관련 테스트와 무관한 테스트를 통해 병목현상이 발생했을 때 네트워크로 부터 발생한 문제 점 인것을 확인하기 위해 사용
• ping Packet Internet Groper : 네트 워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어. TCP/IP 프로토콜 중 ICMP 프로토콜을 토애 동작.
• netstat : 접속되어 있는 서비스드르이 네트워크 상태를 표시하는 명령어로 주로 서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 쓴다.
• nslookup : DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어로 특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용한다.
• tracert/traceroute : 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어로 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 확인할 수 있다.

네트워크 프로토콜 표준화

-네트워크 프로토콜이란 다른 장치들끼리 데이터를 주고 받기 위해 설정된 공통된 인터페이스로 어떤 기업이 만든 장치라도 서로 데이터를 수신할 수 있도록한다.

• 인터넷 프로토콜 스위트 Internet Protocol Suite : 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고 받는데 쓰이는 프로토콜의 집합으로 TCP/IP 4 계층 모델이나 OSI 7계층 모델로 설명하기도 한다.

TCP/IP 4계층 모델

• TCP/IP 계층은 네 개의 계층 (애플리케이션, 전송, 인터넷, 링크 계층)을 가지고 있으며 OSI 7 계층(애플리케이션, 프레젠테이션, 세션, 전송, 네트워크, 데이터 링크, 물리 계층)과 비교 된다. 이 계층들은 특정 계층이 변경되었을 때 다른 계층이 영향을 받지 않도록 설계되어있다.
• 애플리케이션 계층 : 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층이며 웹 서비스, 이메일 등 서비스를 실질적으로 사람들에게 제공하는 층이다.
  • FTP : 장치와 장치 간의 파일을 전송하는데 사용되는 표준 통신 프로토콜
  • HTTP : World Wide Web을 위한 데이터 통신의 기초이자 웹 사이트를 이용하는데 쓰는 프로토콜
  • SSH : 보안되지 않은 네트워크에서 네트워크 서비스를 안전하게 운영하기 위한 암호화 네트워크 프로토콜
  • SMTP : 전자 메일 전송을 위한 인터넷 표준 통신 프로토콜
  • DNS : 도메인 이름과 IP 주소를 매핑해주는 서버
• 전송 계층 : 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하며 연결 지향 데이터 스트림 지원, 신뢰성, 흐름 제어를 제공할 수 있으며 애플리케이션과 인터넷 계층 사이의 데이터가 전달 될 때 중계 역할을 한다. 대표적은 TCP와 UDP가 있다.
  • UDP : 순서를 보장하지 않고 수신 여부를 확인하지 않으며 단순히 데이터만 주는 데이터그램 패킷 교환 방식을 사용한다.
    • 데이터그램 패킷 교환 방식 : 패킷이 독립적으로 이동하여 최적의 경로를 선택하여 가는데 , 하나의 메시지에서 분할된 여러 패킷은 서로 다른 경로로 전송 될 수 있으며 도착한 순서가 다를 수 있는 방식
  • TCP Transmission Control Protocol:
    • 패킷 사이의 순서를 보장하고 연결 지향 프로토콜을 사용해서 연결하여 신뢰성을 구축해서 수신 여부를 확인하여 가상회선 패킷 교환 방식을 사용한다.
    • TCP 는 연결 지향 프로토콜로, 데이터를 안전하고 정확하게 전달 한다.
    • 데이터를 보내기 전에 반드시 연결을 형성해야 하며, UDP 보다 속도가 느리다
    • 가상 회선 패킷 방식 : 가상 회선 패킷 교환 방식은 각 패킷에는 가상회선 식별자가 포함되며 모든 패킷을 전송하면 가상회선이 해제되고 패킷들은 전송된 순서대로 도착하는 방식
    • TCP 연결 : 3-way-handshake 작업을 통해 신뢰성을 확보 한 후 데이터 전송을 시작한다.
    • TCP 연결 해제 : 4-way-handshake 작업을 통해 데이터 무결성을 확보한 후 연결을 해제한다.
• 인터넷 계층 : 장치로부터 받은 네트워크 패킷을 IP 주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층으로 IP, ARP, ICMP 등이 있으며 패킷을 수신해야 할 상대의 주소를 지정하여 데이터를 전달한다. 상대방이 제대로 받았는지에 대해 보장하지 않는 비연결형적이다.
• 링크 계층 : 광섬유, 무선 등으로 실직적으로 데이터를 전달하며 장치간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층

IP 주소체계

• IPv4
  • 32비트를 8비트 단위로 점을 찍어 표기하며 123.45.67.89 방식으로 나타낸다
  • 현재 가장 많이 쓰이는 주소 체계
• IPv6
  • 64비트를 16비트 단위로 점을 찍어 표기하며 2001:db8::ff00:42:8329 방식으로 나타낸다
  • IPv4의 주소의 부족 문제로 생겨난 주소 체계