네트워크 기초

네트워크란 노드와 링크가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않은 집합체

노드란? 라우터, 서버 등 네트워크 장치

링크란? 유선 또는 무선을 의미

 

처리량과 지연 시간

좋은 네트워크란? 많은 처리량을 처리할 수 있으며, 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘것

처리량

처리량이란 링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터양

단위로는 bps(bits per second)를 씁니다. 초당 전송 또는 수신되는 비트 수

처리량은 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다

대역폭 이란? 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수

지연시간

지연시간이란 요청이 처리되는 시간

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

네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지는 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미한다

트리 토폴로지

• 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성을 말한다
• 노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위노드에 영향을 미칠 수 있다

트리 토폴로지

버스 토폴로지

• 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며 근거리 통신망에서 사용
• 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉽다
• 스프핑이 가능한 문제점이 있다

스프링이란? LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것을 말한다 즉, 송신부에서 수신부로 올바르게 가야할 패킷이 악의적인 노드에 전달된다

스타 토폴로지

• 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
• 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능이 적다
• 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다
• 하지만 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용 할 수 없고 설치 비용이 비싸다는 단점이 있다

메시 토폴로지

• 망형 토폴로지라고 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조
• 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도 분산 처리가 가능하다
• 노드의 추가가 어렵고 비용과 운용 비용이 비싸다는 단점이 있다

링형 토폴로지

• 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식
• 데이터는 노드에서 노드로 이동을 하며 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리
• 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능성이 적고 노드의 고장을 쉽게 찾을 수 있다
• 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 미친다는 단점이 있다

 

병목 현상

토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 된다

병목 현상이란? 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다 서비스에서 이벤트를 열었을 때 트래픽이 많이 생기고 그 트래픽을 잘 관리하지 못하면 병목 현상이 생겨 사용자는 웹 사이트로 접속하지 못한다

네트워크 분류

• 규모를 기반으로 분류할 수 있다
• 사무실과 개인적으로 소유 가능한 규모인 LAN과 서울시 등 시 정도 규모의 MAN 그리고 세계 규모인 WAN으로 나뉜다

LAN

근거리 통신망을 의미하며 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영, 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않다

MAN

대도시 지역 네트워크를 나타내며 도시 같은 넓은 지역에서 운영, 전송 속도는 평균이며 LAN보다는 더 많이 혼잡하다

WAN

광역 네트워크를 의미하며 국가 같은 더 넓은 지역에서 운영, 전송 속도는 낮으며 MAN 보다 더 혼잡하다

네트워크 성능 분석 명령어

코드상에는 문제가 없지만 사용자가 서비스로부터 데이터를 가져오지 못하는 상황이 발생되는데 그러한 이유 중 하나가 병목 현상일 수 있다

병목 현상의 주된 원인은 다음과 같다

• 네트워크 대역폭
• 네트워크 토폴로지
• 서버CPU, 메모리 사용량
• 비효율적인 네트워크 구성

이러한 원인의 문제점의 성능 분석에 사용되는 명령어는 다음과 같다

ping

네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어

• 패킷이란? 네트워크에서 출발지와 목적지간에 라우팅 되는 데이터 단위
• 라우팅이란? 우리가 네트워크에서 특정 경로로 데이터를 보낼때 사용되는 과정을 말한다.

이를 통해 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지 시간 등을 알 수 있고, 해당 노드까지 네트워크가 잘 연결되어있는지 확인할 수 있다

ping은 TCP/IP 프로토콜 중에 ICMP 프로토콜을 통해 동작한다 그러므로 ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기를 대상으로는 실행할 수 없거나 네트워크 정책상 ICMP나 traceroute를 차단하는 대상의 경우 ping 테스팅은 불가하다

• ICMP란? ICMP는 TCP/IP에서 IP 패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알려주는 프로토콜이다.

netstat(network statistics)

접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되며 네트워크ㄷ 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여준다 서비스 포트가 열려 있는지 확인할 때 사용한다

nslookup

DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 사용되는 명령어 ,특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용

tracert(trace route)

목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어, 목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 확인할 수 있다