1. 네트워크의 기초
트래픽
서버를 통해 최종 사용자에게 전달된 데이터의 양을 의미
처리량
링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양. 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타낸다.
단위로는 bps를 쓴다.
지연 시간
요청이 처리되는 시간을 말하며, 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간을 말한다.
지연 시간을 줄이기 위한 방법
네트워크 대역폭 향상
대역폭이 넓은 인터넷 연결을 사용하여 데이터의 전송 속도를 향상시키면 지연 시간을 줄일 수 있다.
라우팅 개선
데이터 패킷이 목적지까지 가는 경로를 최적화하여 더 짧은 경로를 선택할 수 있도록 라우팅을 개선한다. 이를 위해서는 네트워크 트래픽을 모니터링하고, 네트워크 토폴로지를 최적화하는 작업이 필요할 수 있다.
캐싱과 프리로딩
웹 페이지나 애플리케이션에서 자주 요청되는 리소스를 클라이언트나 중간 서버에 캐싱한다. 또한, 사용자가 요청하기 전에 필요한 데이터를 미리 로딩하여 준비해놓는 프리로딩을 통해서도 지연 시간을 줄일 수 있다.
CDN 사용
- CDN : 전 세계에 분산된 서버 네트워크를 활용하여 콘텐츠를 더 빠르게 전송할 수 있도록 돕는 서비스
CDN은 사용자와 가까운 서버를 선택하고, 콘텐츠를 지리적으로 가까운 위치에서 제공하여 지연 시간을 최소화한다.
서버 성능 향상
서버 하드웨어 업그레이드, 로드 밸런싱, 클러스터링 등의 기술을 활용하여 서버의 처리 능력을 향상 시킬 수 있고, 이는 지연 시간 감소로 이어진다.
네트워크 토폴로지
네트워크를 설계할 때 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태
스타 토폴로지
중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
장점
- 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽다.
- 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다.
- 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있다.
- 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다.
단점
- 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없다.
- 설치 비용이 비싸다.
스푸핑
공격 대상의 네트워크 패킷을 가로채서 변조하거나 도청하는 것을 말합니다. IP 스푸핑과 ARP 스푸핑으로 나뉘며, 각각 IP 주소와 MAC 주소를 위조하여 공격을 수행합니다.
병목 현상
시스템 내에서 자원이 부족해지면서 발생하는 현상으로, 시스템의 처리량이나 성능이 감소되는 것. 특히, 대규모 트래픽이 발생하는 웹사이트나 서버에서 많이 발생.
병목 현상을 막기 위한 방법
리소스 확장
시스템의 리소스를 확장하거나 업그레이드하여 완화가능. 추가적인 서버나 네트워크 대역폭을 사용하는 방법이 있다.
로드 밸런싱
트래픽을 여러 대의 서버로 분산하여 병목 현상 방지. 이를 통해 서버 간 작업 부하를 분산시켜 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
캐싱과 프리로딩
자주 요청되는 데이터나 작업 결과를 캐싱하여 재사용함으로써 시스템의 부하를 줄일 수 있다. 또한 프리로딩을 통해서도 병목 현상 완화 가능
2. TCP/IP 4계층 모델
TCP/IP 4계층
네트워크 액세스, 인터넷, 전송, 애플리케이션 계층으로 나누어져 있으며, OSI 7계층은 물리, 데이터링크, 네트워크, 전송, 세션, 표현, 응용계층으로 나누어져 있다.
OSI 7계층
물리적 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층으로 이루어져 있다. 각 계층은 특정한 관점에서 데이터를 처리하고, 다른 계층과 상호작용하여 데이터를 전송한다. 이러한 계층 구조는 네트워크를 보다 효율적이고 안전하게 만든다.
TCP/IP 4계층의 장점
TCP/IP 프로토콜은 인터넷에서 가장 많이 사용되는 프로토콜 중 하나이며, 이러한 구조로 인해 OSI 모델보다 더 간결하고 효율적인 프로토콜.
TCP/IP 4계층 - 전송계층
호스트 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당.TCP와 UDP를 사용하여 송신 호스트와 수신 호스트 사이의 연결 설정, 데이터 전송 및 흐름 제어 등을 수행
TCP
- 데이터의 신뢰성을 보장
- 오류 복구 기능을 제공
- 흐름 제어와 혼잡 제어 메커니즘을 사용
UDP
- 도착 순서와 데이터의 손실 여부를 보장하지 않아 신뢰성 낮음
- TCP보다 더 빠른 전송 속도
- 대역폭을 효율적으로 활용
3-way 핸드셰이크
TCP/IP 프로토콜을 통해 컴퓨터간에 신뢰성 있는 연결을 설정하기 위해 사용되는 프로토콜이다. TCP 프로토콜을 사용하는 네트워크 통신에서 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 필요하다.
3-way 핸드셰이크 과정
첫 번째 단계에서 클라이언트는 SYN 패킷을 보내고, 서버는 SYN/ACK 패킷을 보내며, 마지막으로 클라이언트는 ACK 패킷을 보내 연결을 확립한다. 이 과정에서 패킷의 손실이나 중복, 오래 걸리는 응답 등의 문제가 발생할 경우, 연결이 실패할 수 있다.
3. IP 주소
IP 주소란?
인터넷 프로토콜 (IP) 네트워크에서 장치를 식별하는 데 사용되는 숫자로 된 주소입니다. IP 주소는 컴퓨터, 스마트폰, 서버 등 네트워크에 연결된 모든 장치에 할당된다.
IPv4 (Internet Protocol version 4)
- 32 비트로 구성.
- 0~255까지의 값으로 구성
IPv6 (Internet Protocol version 6)
- 128 비트로 구성
- 일반적으로 16비트로 표현된다.
- IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 개발
ARP
네트워크에서 IP 주소를 MAC 주소로 매핑하기 위해 사용되는 프로토콜. 로컬 네트워크에서 동작하며, IP 주소를 가진 호스트가 해당 호스트의 MAC 주소를 알기 위해 사용된다.
RARP
ARP의 반대 개념으로, 로컬 네트워크에서 MAC 주소로부터 IP 주소를 가져오기 위해 사용. RARP는 ARP와 달리 MAC 주소에서 IP 주소로의 정적인 매핑을 관리한다.
멀티캐스트와 유니캐스트
각각 여러 대의 수신자와 하나의 수신자 간의 통신 방식
멀티캐스트
대량의 데이터를 전송해야 할 때 유용
유니캐스트
주로 소량의 데이터를 전송할 때 사용
