공부 기록장
[면접을 위한 CS 전공지식 노트] 2.1 네트워크의 기초 본문
네트워크란,
노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며, 리소스를 공유하는 집합
- 노드 : 서버, 라우터, 스위치 등의 네트워크 장치
- 링크 : 유선 또는 무선
2.1.1 처리량과 지연 시간
좋은 네트워크란,
많은 처리량을 처리할 수 있으며, 지연 시간이 짧고, 장애 빈도가 적으며, 좋은 보안을 갖춘 네트워크이다
처리량 (throughput)
처리량이란,
링크 내에서 `성공적으로 전달된` 데이터의 양
처리량의 단위
bps(bits per second), 초당 전송 또는 수신되는 비트 수
처리량에 영향을 미치는 요소
- 사람들이 많이 접속할 떄마다 커지는 트래픽
- 네트워크 장치 간의 대역폭
- 네트워크 중간에 발생하는 에러
- 장치의 하드웨어 스펙
처리량과 트래픽의 차이
- 트래픽 : 네트워크를 통해 전송되는 총 데이터량, 특정 시점에 링크 내에 `흐르는` 데이터의 양
- 처리량 : 네트워크 또는 시스템이 실제로 처리한 유효 데이터량
대역폭이란,
주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 `최대 비트 수`
지연 시간 (latency)
지연시간이란,
요청이 처리되는 시간
어떤 메세지가 두 장치 사이를 `왕복`하는 데 걸리는 시간
지연시간에 영향을 미치는 요소
- 매체 타입(유선, 무선)
- 패킷 크기
- 라우터의 패킷 처리 시간
cf. 패킷과 라우터란?
패킷 : 형식화된 데이터 덩어리
라우터 : 네트워크 트래픽 관리, 데이터 패킷을 목적지로 전달하는 장치
2.1.2 네트워크 토폴로지와 병목 현상
네트워크 토폴로지 (network topology)
노드와 링크의 배치 방식과 연결 형태를 의미
트리 토폴로지
트리 형태로 배치된 네트워크 구성
계층형 토폴로지라고도 불린다
[장점]
노드의 추가/삭제 용이
[단점]
특정 노드에 트래픽이 집중될 때, 하위 노드에 영향을 미친다
버스 토폴로지
`중앙 통신 회선` 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성
근거리 통신망(LAN)에서 사용
[장점]
설치 비용 ↓
신뢰성 ↑
중앙 통신 회선에 노드 추가/삭제가 용이
[단점]
스푸핑 가능
스타 토폴로지
중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크
[장점]
노드 추가 및 에러 탐지에 용이
패킷 충돌 가능성 ↓
장애 발생 시 에러 발견 용이
장애 노드가 중앙 노드가 아니면, 다른 노드에 영향 ↓
[단점]
중앙 노드에 장애 발생 시, 전체 네트워크 사용 불가
설치 비용 ↑
링형 토폴로지
노드가 고리처럼 연속된 길로 통신하는 `망구성` 네트워크
[장점]
노드 증가해도 네트워크 손실 x
충돌 발생 가능성 ↓
노드 고장 쉽게 발견
[단점]
네트워크 구성 변경 어려움
회선에 장애 발생 시, 전체 네트워크에 영향
메시 토폴로지
그물망처럼 연결되어 있는 네트워크
망형 토폴로지라고도 불림
[장점]
한 단말 장치에 장애 발생해도, 여러 경로 존재하여 네트워크 계속 사용 가능
트래픽도 분산 처리 가능
[단점]
노드 추가 어려움
구축 비용, 운영 비용 ↑
병목 현상이란,
전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상
⇒ 병목현상 발생 시, 서버와 서버 간 그리고 게이트웨이로 이어지는 회선을 추가해 해결할 수 있다.
⇒ 어떤 네트워크 토폴로지를 갖는지 알아야, 병목 현상을 올바르게 해결할 수 있다.
2.1.3 네트워크 분류
LAN (Local Area Network)
근거리 통신망캠퍼스, 가정, 사무실, 학교와 같은 좁은 공간에서 운영전송 속도 빠르고 혼잡하지 않음
MAN (Metropolitan Area Network)
대도시 지역 네트워크도시와 같은 넓은 지역에서 운영평균 전송 속도와 LAN보다는 혼잡함
WAN (Wide Area Network)
광역 네트워크국가, 대륙과 같이 더 넓은 지역에서 운영전송 속도는 낮으며 MAN보다 더 혼잡
2.1.4 네트워크 성능 분석 명령어
서비스에 문제가 생겼을 시에,`네트워크로부터 발생한 문제점`인지를 확인한 후, 네트워크 성능 분석을 해봐야 한다명령어를 통해 가능하다
ping
네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어해당 노드의 패킷 수신 상태와 시간을 알 수 있다ICMP 프로토콜을 통해 작동함
netstat
접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는데 사용네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 리스트를 보여줌주로 서비스 포트가 열려 있는지 확인할 때 사용
nslookup
DNS와 관련된 내용을 확인하기 위해 사용특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용
cf. DNS(Domain Name System)
인터넷이나 네트워크 상에서 도메인 이름을 IP 주소로 변환해주는 시스템
tracert
목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인
2.1.5 네트워크 프로토콜 표준화
네트워크 프로토콜이란,다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스IEEE 또는 IETF라는 표준화 단체가 정함
[예시]
- IEEE802.3은 유선으로 LAN을 구축할 때 쓰이는 프로토콜
- HTTP라는 `서로 약속된` 인터페이스인 프로토콜을 통해, 노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터를 주고 받음