CS/네트워크

[네트워크] 네트워크의 기초

파프리카. 2023. 8. 22. 21:44

1. 네트워크란?

노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합

 

  • 노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치
  • 링크 : 유선 또는 무선

처리량

링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양

  • 많은 트래픽을 처리한다 = 많은 처리량을 가진다
  • 단위 : bps(bits per second)

대역폭

주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수

지연 시간

요청이 처리되는 시간

  • 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸리는 시간
  • 매체 타입(무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향 받음

2. 네트워크 토폴로지(Network Topology)

노드와 링크의 연결 방식

2-1. 트리 토폴로지

트리 형태로 연결

  • 계층형 토폴로지
  • 장점
    • 노드 추가, 삭제가 쉬움
  • 단점
    • 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 줄 수 있음

2-2. 버스 토폴로지

중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결

 

  • 근거리 통신망(LAN)에서 사용
  • 장점
    • 구축이 쉽고, 하나의 케이블에 연결되기 때문에 설치 비용이 저렴함
    • 하나의 컴퓨터에 문제가 생겨도 다른 컴퓨터간의 데이터 통신에 영향을 주지 않음
    • 관리와 확장이 쉬움
  • 단점
    • 케이블에 문제가 생기면 모든 네트워크에 영향을 줌
    • 컴퓨터간의 동시 통신 불가능
    • 문제 처리가 어렵고 오래 걸림
    • 어떤 장치에 문제가 생겨도 일일히 찾아야 함
    • 스푸핑 가능

스푸핑(Spoofing)

직접적으로 시스템에 침입을 시도하지 않고 피해자가 공격자의 악의적인 시도에 의한 잘못된 정보, 혹은 연결을 신뢰하게끔 만드는 기법

  • LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리함

2-3. 스타 토폴로지

중앙에 있는 노드에 모두 연결

 

  • 성형 토폴로지
  • 장점
    • 노드 추가, 에러 탐지 쉬움
    • 패킷의 충돌 발생 가능성 적음
    • 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 시 다른 노드에 영향 미미
  • 단점
    • 중앙 노드에 장애가 발생하면 치명적

2-4. 링형 토폴로지

각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 하나의 링처럼 연결

 

  • 장점
    • 노드 수가 증가해도 네트워크상의 손실이 거의 없음
    • 충돌 발생 가능성 적음
    • 노드 고장 발견 쉬움
  • 단점
    • 네트워크 구성 변경 어려움
    • 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 크게 영향을 줌

2-5. 메시(Mesh) 토폴로지

그물망처럼 연결

 

  • 망형 토폴로지
  • 장점
    • 한 단말 장치에 장애가 발생해도 네트워크 사용 가능
    • 트래픽 분산 처리 가능
  • 단점
    • 노드 추가 어려움
    • 고가의 구축 비용과 운영 비용

병목 현상(bottleneck)

전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상

 

  • 주된 원인
    • 네트워크 대역폭
    • 네트워크 토폴로지
    • 서버 CPU, 메모리 사용량
    • 비효율적인 네트워크 구성
  • 관리자는 토폴로지를 파악하고 회선 추가 등의 작업으로 병목 현상을 처리해야 함

3. 네트워크 분류

LAN(Local Area Network)

근거리 통신망

  • 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영
  • 전송 속도가 빠름, 혼잡하지 않음

MAN(Metropolitan Area Network)

대도시 지역 네트워크

  • 전송 속도 평균, LAN보다 혼잡

WAN(Wide Area Network)

광역 네트워크

  • 국가 또는 대륙 같은 지역에서 운영
  • 전송 속도 낮음, MAN보다 혼잡

4. 네트워크 성능 분석 명령어

ping(Packet INternet Groper)

네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷 전송

  • ICMP 프로토콜을 통해 동작
  • ping [IP 주소 또는 도메인 주소]로 실행

netstat

접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태 표시

  • 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여줌

nslookup

DNS 관련 내용 확인

  • 특정 도메인에 매핑된 IP 확인하기 위해 사용

tracert(리눅스는 traceroute)

목적지 노드까지 네트워크 경로 확인

  • 목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는 지 확인할 수 있음

5. 네트워크 프로토콜 표준화

다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통 인터페이스

  • IEEE 또는 IETF가 정함
  • ex) IEEE802.3(유선 LAN 프로토콜), HTTP

6. 예상 질문

Q. 네트워크 토폴로지가 무엇인가요?
Q. 망형 토폴로지와 링형 토폴로지의 차이점을 설명해주세요.