네트워크 : 노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합
노드 : 서버, 라우터, 스위치 등의 네트워크 장치
링크 : 유선 또는 무선
처리량과 지연 시간
좋은 네트워크 = 많은 처리량을 처리할 수 있으며, 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적고 좋으 보안을 갖춘 네트워크
처리량
: 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 말함 = 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지
- 단위로는 bps(bits per second)를 씀 : 초당 전송 또는 수신되는 비트 수라는 의미
- 트래픽: 특정 시점에 링크 내에 '흐르는' 데이터의 양
ex. 서버에 저장된 파일을 클라이언트가 다운로드할 때 발생되는 데이터의 누적량- 트래픽이 많아졌다 = 흐르는 데이터가 많아졌다
- 처리량이 많아졌다 = 처리되는 트래픽이 많아졌다
- 대역폭 : 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
지연 시간
: 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린 시간
지연시간은 매체 타입(유선, 무선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받음
네트워크 토폴로지와 병목 현상
네트워크 토폴로지
: 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태
트리 토폴로지
트리(tree) 토폴로지 = 계층형 토폴로지 : 트리 형태로 배치한 네트워크 구성
- 노드의 추가, 삭제가 쉽다
- 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다
버스 토폴로지
: 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성
- 근거리 통신망(LAN)에서 사용
- 설치 비용이 적다
- 신뢰성 우수
- 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉽다
- 스푸핑이 가능한 문제점이 있음
스푸핑
: LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것
스타 토폴로지
: 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
- 노드 추가하거나 에러 탐지가 쉽다
- 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다
- 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러 발견 가능
- 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다
- 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 X
- 설치 비용 고가
링형 토폴로지
: 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식
- 데이터는 노드 -> 노드로 이동, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷 처리
- 노드 수가 증가되어도 네트워크 상의 손실 거의 X
- 충돌 발생 가능성 적음
- 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다
- 네트워크 구성 변경이 어려움
- 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼침
메시 토폴로지
: 망형 토폴로지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조
- 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 경로 존재 -> 네트워크 계속 사용 가능, 트래픽 분산 처리 가능
- 노드의 추가가 어려움
- 구축 비용과 운용 비용이 고가
병목 현상
토폴로지가 중요한 이유 = 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문
병목 현상
: 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한 받는 현상
네트워크 분류
사무실과 개인적으로 소유 가능한 규모 : LAN (Local Area Network)
서울시 등 시 정도의 규모 : MAN (Metropolitan Area Network)
세계 규모의 WAN : (Wide Area Network)
LAN
: 근거리 통신망 (같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간)
- 전송 속도가 빠르며 혼잡하지 않다
MAN
: 대도시 지역 네트워크 (도시 같으 넓은 지역)
- 전송 속도는 평균이며 LAN보다는 더 많이 혼잡함
WAN
: 광역 네트워크 (국가 또는 대륙 같은 넓은 지역)
- 전송 속도 낮으며 MAN보다 더 혼잡
네트워크 성능 분석 명령어
네트워크 병목 현상의 주된 원인
- 네트워크 대역폭
- 네트워크 토폴로지
- 서버 CPU, 메모리 사용량
- 비효율적인 네트워크 구성
이때는 네트워크 관련 테스트와 네트워크와 무관한 테스트를 통해 '네트워크로부터 발생한 문제점'인 것을 확인 후 성능 분석해야함
이때 사용되는 명령어는 아래와 같다
ping
: (Packet INternet Grouper) 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어
- 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지 시간 등을 알 수 있음
- 해당 노드까지 네트워크가 잘 연결되어있는지 확인 가능
- TCP/IP 프로토콜 중에 ICMP 프로토콜을 통해 동작
- 네트워크 정책상 ICMP나 traceroute를 차단하는 대상의 경우 ping 테스팅 불가
- ping [IP 주소 또는 도메인 주소]
netstat
: 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용
- 네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여줌
- 주로 서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 사용
nslookup
: DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어
- 특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용
tracert
윈도우: tracert / 리눅스: traceroute
: 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어
- 목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인 가능
이외에도 ftp를 통해 대형 파일을 전송하여 테스팅하거나 tcpdump를 통해 노드로 오고 가는 패킷을 캡처하는 등의 명령어가 있으며
네트워크 분석 프로그램으로는 wireshark, netmon이 있다
네트워크 프로토콜 표준화
네트워크 프로토콜
: 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스
-> IEEE 또는 IETF 표준화 단체가 이를 정함
IEEE802.3
유선 LAN을 구축할 때 쓰이는 프로토콜
-> 만든 기업이 다른 장치라도 서로 데이터 수신 가능
HTTP
서로 약속된 인터페이스인 HTTP라는 프로토콜을 통해 노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터 주고받을 수 있음