네트워크의 기초

1. 네트워크의 개념

컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결 망을 지칭하는 용어이다.

*노드(node)와 *링크(link)가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미한다.

* 노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치를 의미
* 링크 : 유선 또는 무선을 의미

 

2. 처리량과 지연 시간

2-1. 처리량

링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 의미한다.

처리량은 *트래픽, 네트워크 장치 간 *대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다. 

* 트래픽 : 특점 시점에 링크 내에 흐르는 데이터의 양을 의미
* 대역폭 : 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수

트래픽이 많아졌다  =  흐르는 데이터가 많아졌다
처리량이 많아졌다  =  처리되는 트래픽이 많아졌다

사용 단위

bps (bits per second) / 초당 전송 또는 수신되는 비트 수

 

 

2-2. 지연 시간

어떤 메시지가 두 끝점 사이를 왕복하는 데 걸린 시간 또는 연결을 맺는 데 걸린 시간이다.

연결 뒤에 오는 데이터 전송 시간은 포함하지 않는다.

 

지연 시간은 매체 타입(무선/유선), *패킷 크기, *라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받는다.

* 패킷 : 네트워크 전송의 용량 단위
* 라우터 : 컴퓨팅 디바이스와 네트워크를 다른 네트워크에 연결하는 네트워킹 디바이스

 

3. 네트워크 토폴리지와 병목 현상

3-1. 네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지(network topology)는 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미한다.

병목 현상이 발생했을 때 문제점을 찾기 위한 중요한 기준이 된다.

 

트리(tree) 토폴로지

트리 형태(= 계층형)로 배치한 네트워크 구성 방식이다.

• 노드의 추가와 삭제가 쉽다 (= 네트워크의 확장이나 추가가 쉬워진다.)
• 상위의 회선에 문제가 발생 한 경우 하위에 있는 모든 네트워크에 영향을 준다.
• 네트워크 확장이 많이 질 경우 트래픽이 집중될 수 있다.

 

버스(bus) 토폴로지

중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성 방식이다.

• 근거리 통신망(LAN)에서 사용한다.
• 설치 비용이 적다.
• 신뢰성이 우수하다.
• 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기가 쉽다.
• *스푸핑이 가능하다는 단점이 있다.

* 스푸핑(Spoofing)은 남을 흉내 내고 따라 한다는 뜻으로,
네트워크 상에서 IP주소, MAC 주소, 호스트 이름 등을 속이는 공격을 스푸핑(Spoofing) 공격이라고 한다.

 

스타(star) 토폴로지

중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성 방식이다.

• 노드를 추가하기 쉽다.
• 에러를 발견하기 쉽다.
• 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다.
• 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없다.
• 설치 비용이 비싸다.

 

링형(ring) 토폴로지

각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식이다.

• 노드 수가 증가되어도 네트워크 상의 손실이 거의 없다.
• 충돌이 발생할 가능성이 적다.
• 문제가 발생한 노드를 쉽게 탐색할 수 있다.
• 네트워크 구성 변경이 어렵다.
• 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 끼친다.

 

메시(mesh) 토폴로지

망형 토폴로지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조이다.

• 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있다.
• 트래픽 분산 처리가 가능하다.
• 노드의 추가가 어렵다.
• 구축 비용과 운용 비용이 고가이다.
  
  

3-2. 병목 현상

병목 부분이 좁아져 내용물들이 원활하게 나오지 못하는 상황

병목(bottleneck)현상은 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다.

 

 

4. 네트워크 분류

LAN (Local / 근거리 통신망)

• 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영된다.
• 전송 속도가 빠르다.
• 혼잡하지 않다.

MAN (Metropolitan / 대도시 지역 통신망, 중거리 통신망)

• 도시 같은 넓은 지역에서 운영된다.
• 전송 속도는 평균이다.
• LAN보다 더 혼잡하다.

WAN (Wide / 광역 네트워크)

• 국가 또는 대륙 같은 넓은 지역에서 운영된다.
• 전송 속도는 낮다.
• MAN보다 더 혼잡하다.

 

5. 네트워크 성능 분석 명령어

ping

대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어

netstat

접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 명령어

nslookup

특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용하는 명령어

tracert

목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인하는 명령어