네트워크의 기초
❒ Description
이번 학습에서는 네트워크에서 사용되는 기본 언어의 정의, 네트워크의 기초에 대해서 학습한다.
마지막에는 미니 퀴즈 또는 예상 면접 질문을 작성하고 답하는 시간을 가질 것이다.
❒ 네트워크 기초
1. 네트워크란?
네트워크는 컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결망을 지칭하는 용어이며,
노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미한다.
좋은 네트워크란 많은 처리량을 처리할 수 있으며 지연시간이 짧고 장애 빈도가 적으며
좋은 보안을 갖춘 네트워크를 말한다.
2. 처리량과 지연시간
처리량(througput)이란?
• 링크내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양
• 많은 트래픽을 처리한다 = 많은 처리량을 가진다.
• 단위 : bps(bits per second)
• 트래픽, 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러드에 영향을 받는다.
트랙픽이란?
• 특정 시점에 링크 내에 흐르는 데이터의 양을 말한다.
대역폭이란?
• 주어진 시간 동안 네크워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
지연 시간이란
• 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린 시간을 말한다.
❒ 네트워크 접속 형태 (Topology)
네트워크 토폴로지란, 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있느지에 대한 방식이자 연결형태를 의미한다.
총 5가지(성형, 버스형, 트리형, 링형, 그물형, 혼합형)의 토폴리지가 있으며, 사용목적에 따라
확장성, 전송효율, 경제성 등을 기준으로 결정한다.
1. Tree topology
트리 토폴로지는 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성을 말한다.
| 장점 | 1. 제어가 간단하며, 관리나 네트워크 확장이 쉽다.(노드의 추가 삭제가 쉽다) |
| 단점 | 1. 특정 노드에 트래픽이 집중 될 때 병목현상이 발생할 수 있으며, 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다. |
2. Bus topology
버스 토폴로지는 중앙 통신 회선 하나에 여러개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며
근거리 통신망(LAN)에서 사용된다. 모든 노드에는 하나의 케이블이 연결되어 있고,
케이블의 시작과 끝에는 터미네이터라는 장치를 붙여서 신호가 케이블로 되돌아오는 것을 막는다.
버스 토폴로지에서는 케이블에 연결되어 있는 하나의 노드가 데이터를 전송하면 브로드캐스팅되어
나머지 노득 수신할 수 있다는 특징을 가진다. 연결된 다른 노드들은 데이터의 수신 측 주소가 자신이면
수신하고, 그렇지 않으면 흘려보낸다.
| 장점 | 1. 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하다. |
| 2. 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉽다. |
| 단점 | 1. 트래픽이나 연결된 노드 수가 많으면 충돌이 잦아져 성능이 떨어진다. |
| 2. 중앙 케이블이 고장나면 전체 네트워크가 동작하지 않는다. | |
| 3. 재구성, 분리 및 결합이 어렵다. (최초에 최고 효율을 내도록 설치하기 때문) | |
| 4. 다른 노드에서 먼저 데이터를 전송중이면 충돌이 생긴다. | |
| 5. 스푸핑이 가능하다. |
스푸핑이란?
스푸핑은 LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을
마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것을 말한다.
3. Star Topology
스타(성형) 토폴로지는 가장 일반적인 네트워크 구성 형태로 모든 노드가 중앙에 있는 허브(노드)에
연결되어 있는 형태이다. 따라서 허브(노드)가 통신망의 처리 능력과 신뢰성을 좌우한다.
| 장점 | 1. 설치 비용이 저렴하고, 중앙 집중형 구조여서 유지보수나 확장이 용이하다. |
| 2. 어떤한 노드에 장애가 발생하더라도 쉽게 에러를 발견할 수 있다. | |
| 3. 장애 노드가 중앙 노드가 아닌 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다. |
| 단점 | 1. 장애 노드가 중앙 노드인 경우 전체 네트워크에 영향을 끼친다. |
| 2. 다른 토폴로지 보다 많은 케이블을 연결해야 한다. |
4. Mesh Topology
메시(그물) 토폴로지는 중앙에 제어하는 노드가 없고 모든 노드가 서로 전용의 점대점으로 연결되는 형태이다.
| 장점 | 1. 전용 링크를 사용하기 때문에 통신량이 우수하다. |
| 2. 한 링크에 문제가 생기더라도 시스템에 큰 문제는 발생하지 않는다. | |
| 3. 전용 링크를 통해 패킷을 전송하므로 보안에 유리하다. | |
| 4. 문제가 발생한 곳을 빠르게 찾을 수 있다. |
| 단점 | 1. 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가이다. |
5. Ring Topology
링형 토폴로지는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해
통신을 하는 망 구성 방식이다. 링형에서 수신지가 데이터를 수신하면 그 데이터가 링에서 제거된다.
링형에는 단순 링형과 양방향으로 데이터를 전송하는 이중 링형이 있다.
단순링형의 경우 링 중간에 있는 노드 중 하나라도 고장나면 네트워크 전체가 다운된다.
반면에 이중 링형의 경우 중간에 장애가 있는 노드가 있는 경우 반대 방향으로 데이터를 전송한다.
| 장점 | 1. 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없다. |
| 2. 충돌이 발생되는 가능성이 적고 노드의 고장 발견을 쉽게 할 수 있다. |
| 단점 | 1. 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워에 영향을 끼친다. |
네트워크의 구조라고도 일컫는 토폴로지가 중요한 이유는 병목현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문이다.
네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또한 어떤한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게
해석할 수 있다.
병목현상이란?
병목 현상은 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다.
❒네트워크 분류
1. LAN (Local Area Network)
LAN은 근거리 통신망을 의마하며 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영된다.
전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않다.
2. MAN (Metropolitan Area Network)
MAN은 대도시 지역 네트워크를 나타내며 도시 같은 넓은 지역에서 운영된다.
전송 속도는 평균이며 LAN보다는 더 혼잡하다.
3. WAN (Wide Area Network)
WAN은 광역 네트워크를 의미하며 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영된다.
전송 속도는 낮으며 WAN보다 더 혼잡하다.
❒ 네트워크 성능 분석 명령어
1. ping (Packer INternet Groper)
ping은 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어
2. netstat
접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는데 사용되며 네트워크 접속, 라우팅 테이블,
네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여준다. 주로 서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 쓴다.
3. nslookup
DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어이다. 특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용된다.
4. traceroute
목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어이다. 목적지 노드까지 구간들 중
어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인할 수 있다.
❒ Quiz
1. 네트워크란?
네트워크는 컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연경망을 지칭하는 용어이며,
노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 말합니다.
2. 네트워크 토포폴로지의 종류와 각 장단점을 설명하세요.
대표적으로 트리형, 버스형, 스타형, 매쉬형, 링형 이렇게 총 5개의 토폴로지가 있습니다.
트리형 부터 설명하겠습니다.
트리형은 트리 형태로 배치된 내트워크 구성을 말합니다.
장점으로는 노드의 추가 및 삭제가 쉽고, 단점으로는 하나의 노드에 트래픽이 집중되면
병목현상이 발생할 수 있고 그로 인해 하위 노드에 영향을 끼칠수 있습니다.
버스형은 중앙 통신회선 하나에 여러개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말합니다.
노드의 추가 및 삭제가 쉽다는 장점이 있고, 스푸핑이 가능하다는 단점이 있습니다.
성형은 모든 노드가 중앙에 있는 노드에 연결되어 있는 네트워크 구성을 말합니다.
장애 노드가 중앙이 아닌 경우에는 다른 네트워크에 영향이 적다는 장점이 있지만,
장애노드가 중앙인 경우에는 전체 네트워크가 동작하지 않는 단점이 있습니다.
그물형은 성형과 달리 중앙에 제어하는 노드가 없고 모든 노드가 서로의 전용 링크로 연결되어 있는
네트워크 구성을 말합니다. 데이터를 안전하게 전송할 수 있는 장점이 있지만, 노드 추가가 까다로운
단점이 있습니다.
마지막으로 링형은 고리모양을 띄는 네트워크 구성입니다.
노드 수가 증가되어도 네트워크 상의 손실이 거의 없는 장점이 있지만, 이미 하나의 고리형태를
하고 있기 때문에 그 구성을 변경하는 것이 어렵습니다.
2-1. 네트워크 토폴로지는 왜 알고 있어야 하나요?
병목현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문입니다.
현재 네트워크의 토폴로지에 따라서 병목현상을 해결할 수 있는 방법이 다르기 때문입니다.