네트워크의 기초

네트워크의 기초

2. 1 네트워크의 기초

네트워크

개념

노드(node)와 노드가 있고, 링크(link)로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않은 집합을 의미

종류

• 일반공중전화망(음성망)
• 방송통신망
• 인터넷(IP)망

⇒ 인터넷망에서 노드는 서버, 라우터, 스위치 등의 장치가 되고, 링크는 유선 또는 무선회선이 된다.

좋은 네트워크란?

안전하게 데이터 송수신을 많이, 빠르게 하는 것 ⇒ 처리량 ⬆️ 지연시간 ⬇️ 장애빈도 ⬇️  보안 ⬆️

💡 처리량과 지연시간이 네트워크 성능 측정의 대표적인 지표

 

처리량(throughput)

링크(유무선회선)를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터양

• bps(bits per second)로 측정했으나, 기술 발전으로 KBps MBps, GBps 단위로도 처리할 수 있다고 함 (https://aws.amazon.com/ko/compare/the-difference-between-throughput-and-latency/)
• 처리량에 영향을 미치는 요인
  • 사용자 접속 시 커지는 트래픽
  • 네트워크 장치 간의 대역폭
  • 네트워크 중간에 발생하는 에러
  • 장치의 하드웨어 스펙

지연시간(latency)

요청이 처리되기까지 걸리는 시간

• 지연시간에 영향을 미치는 요인
  • 매체 타입(유선, 무선)
  • 패킷 크기
  • 라우터의 패킷 처리 시간

네트워크 토폴로지 ← 네트워크 연결 방식

💡 네트워크 토폴로지는 병목 현상의 원인 중 하나가 될 수 있기때문에, 잘 알아둬야 함

1. 트리(계층형)
2. 버스
3. 스타(성형)
4. 링(고리형)
5. 메시(망형)

트리 토폴로지

• 장점
  • 추가 및 삭제가 쉬움
  • 네트워크 확장이 쉬움
• 단점
  • 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있음
  • 중앙의 전송제어장치가 다운되면 전체 네트워크에 장애 발생

버스형 토폴로지

중앙통신회선에는 시작점, 끝점이 없음 어디가 끝인지 모르기때문에 터미네이터를 둬 끝을 지정해줌

하나의 노드가 전송을 하면, 브로드캐스트되어 다른 모든 노드가 수신 가능

• 장점
  • 추가 및 삭제 쉬움
  • 고장이 나도 전체 네트워크에 영향을 미치지 않음
• 단점
  • 한 노드에서 데이터를 전송할 때, 다른 노드에서 이미 전송하고 있으면 충돌이 발생하여 나중에 다시 전송해야 함
  • 스푸핑

스타(성형) 토폴로지

가장 일반적인 네트워크 구성

중앙에 허브가 있기 때문에, 처리능력과 신뢰성은 허브가 좌우

• 장점
  • 에러 탐지 쉬움
  • 패킷 충돌 발생 가능성 낮음
  • 한 링크 혹은 노드의 문제 발생 시, 다른 노드에는 영향을 주지 않음
• 단점
  • 중앙 노드에 장애 발생 시, 전체 네트워크 사용 불가

링(고리형) 토폴로지

각 노드들은 인접한 노드 두 개하고만 연결되어, 전체 네트워크는 하나의 원을 형성하는 토폴로지

• 장점
  • 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있음
  • 신호를 받지 못하면 경보를 낼 수 있어서?
• 단점
  • 링 결함 시, 전체 네트워크 사용 불가

메시(망형) 토폴로지

n(n-1)/2 개의 물리적 채널 필요

• 장점
  • 한 단말 장치에서 장애 발생 시에도 네트워크 계속 사용 가능
  • 트래픽 분산 처리 가능
• 단점
  • 노드 추가 어려움
  • 고가의 구축과 운용 비용

병목현상

병목현상이란?

전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상

병목현상의 원인

1. 네트워크 대역폭
2. 네트워크 토폴로지
3. 서버 CPU, 메모리 사용량
4. 비효율적인 네트워크 구성