1. 네트워크 기초

🟩 네트워크 기초

• 네트워크란 노드와 링크가 서로 연결되어 있거나 연결되어 리소스를 공유하는 집합을 의미
• 노드란 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치를 의미하고 링크는 유선 또는 무선을 의미함

1. 처리량과 지연 시간
   • 네트워크를 구축할 떄는 ‘좋은’ 네트워크를 만드는 것이 중요함
   • 좋은 네트워크란 많은 처리량을 처리할 수 있으며, 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크를 말함
   • 처리량
     • 처리량은 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 말함
     • 얼마 만큼의 트래픽을 처리했는지 나타내며 ‘많은 트래픽 처리 = 많은 처리량을 가진다’라는 의미
     • 단위로는 bps(bits per seconds)를 사용하며 초당 전송 또는 수신되는 비트 수
     • 처리량은 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받음
   • 지연 시간
     • 지연 시간이란 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린 시간을 말함
     • 지연 시간은 매체 타입(무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받음
     • 패킷이란 데이터를 작은 조각으로 나눈 단위를 말함.
     • 패킷은 헤더, 데이터로 나뉘고 헤더에는 출발지 주소, 목적지 주소, 순서 정보, 오류 검사 코드 등이 들어가고 데이터에는 실제 전달하려는 내용이 들어감
2. 네트워크 토폴로지와 병목 현상
   • 네트워크 토폴로지
     • 네트워크를 설계할 때 노드와 링크의 배치와 연결 형태
     • 트리 토폴로지
       • 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성
       • 노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있음
     • 버스 토폴로지
       • 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며 근거리 통신망에서 사용함
       • 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉬움.
       • 스푸핑이 가능한 문제점이 있음
       • 스푸핑이란 LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것을 말함
     • 스타 토폴로지
       • 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성을 말함
       • 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적음
       • 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있으며 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적음
       • 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워클르 사용할 수 없고 설치 비용이 고가
     • 링형 토폴로지
       • 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식
       • 노드 수가 증가되어도 네트워크 손실이 거의 없고 충돌 발생 가능ㅅ멍이 적음
       • 노드의 고장을 쉽게 발견할 수 있음
       • 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼치는 단점이 있음
     • 메시 토폴로지
       • 망형 토폴로지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조
       • 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도 분산 처리가 가능함
       • 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용아 고가인 단점이 있음
   • 병목 현상
     • 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상
     • 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문
     • 어떤 토폴로지를 갖는지, 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게 해결할 수 있음
3. 네트워크의 분류
   • 네트워크는 규모를 기반으로 분류할 수 있음
   • 사무실과 개인적으로 소유 가능한 LAN, 시 정도 규모인 MAN, 세계 규모인 WAN으로 나뉨
   • LAN : 근거리 통신망을 의미하며 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영됨. 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않음
   • MAN : 대도시 지역 네트워크를 나타내며 넓은 지역에서 운영됨. 전송 속도는 평균이며 LAN 보다는 더 많이 혼잡함
   • WAN : 광역 네트워크를 의미하며 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영됨. 전송 속도는 낮으며 MAN 보다 더 혼잡함
4. 네트워크 성능 분석 명령어
   • 애플리케이션 코드에는 전혀 문제가 없는데 사용자가 서비스로부터 데이터를 가져오지 못하는 경우 병목 현상일 가능성이 있음
   • 병목 현상의 주된 원인
     • 네트워크 대역폭
     • 네트워크 토폴로지
     • 서버 CPU, 메모리 사용량
     • 비효율적인 네트워크 구성
   • 네트워크 관련 테스트와 무관한 테스트를 통해 성능 분석을 해야함
     • ping
       • 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어
       • 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지 시간 등을 알 수 있으며 해당 노드까지 네트워크가 잘 연결되어 있는지 확인 가능
       • TCP/IP 프로토콜 중 ICMP 프로토콜을 통해 동작하기 때문에 ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기를 대상으로는 실행할 수 없거나 네트워크 정책상 ICMP나 traceroute를 차단하는 대상의 경우 테스트 불가
     • netstat
       • 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되며 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여줌
     • nslookup
       • DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 사용하는 명령어
       • 특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용
     • tracert
       • 윈도우에서는 tracert이고 리눅스에서는 traceroute라는 명령어로 구동됨
       • 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어
       • 목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 확인 가능
5. 네트워크 프로토콜 표준화
   • 네트워크 프로토콜이란 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스
   • 기업이나 개인이 발표해서 정하는 것이 아닌 IEEE 또는 IETF라는 표준화 단체가 정함
   • IEEE802.3은 유선 LAN 프로토콜로 유선으로 LAN을 구축할 떄 쓰이는 프로토콜
   • HTTP 라는 프로토콜을 통해 노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터를 주고 받을 수 있음