목차
챕터2. 네트워크
- 네트워크: 컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결망을 지칭하는 용어
- 네트워크 기초, 네트워크 계층, 장치 등
1. 네트워크의 기초
- 네트워크: 노드 node와 링크 link가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미
- 노드: 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치를 의미
- 링크: 유선 또는 무선
2.1.1 처리량과 지연 시간
- 좋은 네트워크: 많은 처리량 처리 가능, 지연 시간이 짧고, 장애 빈도가 적고, 좋은 보안을 갖춘
- 처리량 throughtput
- 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양, 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타냄
- 단위: bps bits per second. 초당 전송 또는 수신되는 비트 수
- 처리량은 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스팩에 영향
- 트래픽과 처리량
- 트래픽이 많아졌다 = 흐르는 데이터가 많아 졌다
- 처리량이 많아졌다 = 처리되는 트래픽이 많아졌다
- 대역폭: 주어진 시간동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
- 지연 시간 latency
- 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메세지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간
- 매체 타입(무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향
2.1.2 네트워크 토폴로지와 병목 현상
- 네트워크 토폴로지
- 네트워크 설계 시 고려
- 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태
- 트리 토폴로지
- 계층형 토폴로지
- 트리 형태로 배치한 네트워크 구성
- 노드의 추가, 삭제가 용이, 특정 노드에 트래픽 집중
- 버스 토폴로지
- 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성
- 근거리 통신망 LAN에 사용
- 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수, 중앙 통신 회선에 노드 추가 및 삭제 용이
- (문제점) 스푸핑이 가능
- 스푸핑: LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 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 적음
- 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러 발견 가능
- 장애 노드가 중앙 노드가 아닌 경우, 다른 노드에 영향을 끼치는 것 작음
- (문제점) 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가
- 링형
- 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결, 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 증가되어도 네트워크 상의 손실 거의 X, 충돌 발생 가능성 ↓, 고장 발견 쉽게 찾기 가능
- (문제점) 네트워크 구성 변경 어려움, 회선에 장애 발생 시 전체 네트워크에 영향
- 메시 토폴로지
- “망형 토폴로지”로도 불림, 그물망처럼 연결되어 있는 구조
- 한 단말 장치에 장애 발생 시, 여러 개의 경로 존재 → 네트워크 계속 사용 가능, 트래픽 분산 처리 가능
- (문제점) 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가
- 병목 현상
- 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상
- 토폴로지가 중요한 이유: 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준
2.1.3 네트워크 분류
- 규모를 기반으로 분류 가능
- LAN (Local Area Network): 사무실과 개인적으로 소유 가능한 규모
- 근거리 통신망
- 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간
- 전송 속도 빠르고 혼잡하지 않음
- MAN (Metropolitan Area Network): 서울시 등 시 정도의 규모
- 전송 속도 평균, LAN 보다는 더 많이 혼잡
- WAN (Wide Area Network): 세계 규모
- 광역 네트워크를 의미
- 전송 속도는 낮으며 MAN보다 더 혼잡
- LAN (Local Area Network): 사무실과 개인적으로 소유 가능한 규모
2.1.4 네트워크 성능 분석 명령어
- 네트워크 병목 현상의 주된 원인
- 네트워크 대역폭
- 네트워크 토폴로지
- 서버 CPU, 메모리 사용량
- 비효율적인 네트워크 구성
- → 네트워크 관련 테스트와 네트워크와 무관한 테스트 → “네트워크로부터 발생한 문제점” 인 것 확인 → 네트워크 성능 분석
- ping (Packet INternet Groper)
- 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어
- 이를 통해 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지 시간, 잘 연결되어 있는지 등을 알 수 있음
- ping은 TCP/IP 프로토콜 중에 ICMP 프로토콜을 통해 동작 → ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기 대상으로 실행 불가
- 네트워크 정책상 ICMP나 traceroute를 차단하는 대상의 경우 ping 테스팅 불가
- netstat
- 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시
- 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트
- 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 경로 확인할 때 사용하는 명령어
- 목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는 등을 확인
- ftp를 통해 대형 파일을 전송하여 테스팅하거나 tcpdump를 통해 노드로 오고 가는 패킷을 캡처하는 등의 명령어
2.1.5 네트워크 프로토콜 표준화
- 네트워크 프로토콜: 다른 장치들끼리 데이터를 주고 받기 위해 설정된 공통된 인터페이스
- 프로토콜을 기업이나 개인이 발표해서 정하는 것이 아니라
- IEEE, IETF라는 표준화 단체가 이를 정함
- IEEE802.3: 유선 LAN 프로토콜, 유선으로 LAN 구축 시 사용되는 프로토콜
- 기업이 다른 장치라도 서로 데이터 수신 가능
- HTTP: 웹 접속할 때 사용, “서로 약속된’ 인터페이스인 HTTP라는 프로토콜을 통해 노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터 주고 받음
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