Net + Work의 합성어로 컴퓨터들이 통신기술을 통해 그물망처럼 연결된 통신 이용 형태.
노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합.
노드 : 서버,라우터,스위치 등 네트워크 장치를 의미 링크 : 유선 또는 무선과 같은 연결 매체 (ex. wifi , LAN)
2) 처리량과 지연시간
네트워크를 구축할 때 좋은 네트워크를 구축하기 위해 노력한다. 좋은 네트워크는 많은 처리량, 짧은 지연시간, 적은 장애, 높은 보안수준을 갖춘 네트워크를 말한다.
처리량은 링크를 통해 정달되는 단위 시간당 데이터양을 말한다. 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지 나타낸다.
처리량이 많다는 많은 트래픽을 처리한다라고 이해할 수 있다. 처리량은 사용자의 접속이 증가할 때마다 커지는 트래픽, 대역폭, 에러, 하드웨어 스펙에 따라 영향을 받는다.
지연시간은 요청이 처리되는 시간 즉,어떤 메세지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린시간을 말한다.
매체타입(무선,유선), 패킷 크기 ,라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받는다. 성능의 주요 목표는 지연시간을 줄이는 것이다.
트래픽
특점 시점에 흐르는 데이터의 양을 말한다. 쉽게말해 데이터 전송량을 말한다. 트래픽이 많아졌다는 말은 데이터 전송량이 많아졌다라고 이해할 수 있다. 일반적으로 트래픽은 bps 단위로 표현한다.
트래픽 = 용량 * 사용자 수 * 개수 ex) 4GB 영화 * 10명 * 10개 = 400GB
대역폭
대역폭은 주어진 시간동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트수를 말한다. 최대 처리할 수 있는 트래픽량이라고 말할 수 있다. 예를 들면 2차선 도로에서 4차선 도로로 차선을 넓히면 더 많은 차들이 다닐 수 있있는 것처럼 넓은 대역폭은 많은 트래픽량을 처리할 수 있다. 또한 대역폭이 넓을 수록 빠른 속도로 사람들에게 서비스를 할 수 있기 때문에 최대 동시접속자수를 유추하는 척도가 된다.
2. 네트워크 토폴로지
1) 스타 토폴로지
1-1) 스타 토폴로지 특징
중앙에 있는 노드에 모두 연결되어 있다.
노드를 추가하거나 삭제하는 것이 쉽다.
1-2) 스타 토폴로지 장점
중앙 노드에 기반하기 때문에 어떤 노드에 장애가 발생해도 다른 노드에 영향을 주지 않는다.
중앙 노드 자체의 방화벽을 높게 설계했기 때문에 안정성이 높다.
한 링크에 문제가 생겨도 다른 노드에는 영향이 가지 않는다.
1-3) 스타 토폴로지 단점
중앙노드에 문제가 생겼다면 전체 네트워크를 사용할 수 없다.
설치비용이 고가이다.
2) 버스 토폴로지
2-1) 버스 토폴로지 특징
중앙 통신 회선 하나에 여러개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크
단순한 구조여서 소규모 네트워크에 적합하다.
근거리 통신망(LAN)에 사용된다.
2-2) 버스 토폴로지 장점
노드의 추가,삭제가 쉽다.
한 노드에 장애가 발생해도 다른 노드에 영향이 가지 않는다.
설치비용이 적다.
2-3) 버스 토폴로지 단점
메인링크에 트래픽이 많으면 정체현상이 일어난다.
메인링크에 문제가 생기면 전체 네트워크에 문제가 생긴다.
스푸핑이 가능하다.
스푸핑
LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련없는 다른 호스트에 가지 못하게 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것을 말한다. 스푸핑을 적용하면 올바르게 수신부로 가야할 패킷이 악의적인 노드에 전달되게 된다.
3) 트리 토폴로지
3-1 ) 트리 토폴로지 특징
트리형태로 이루어져 있다. -> 계층적 토폴로지라고 한다.
리프노드의 추가 삭제가 쉽다. 하지만 다른노드들은 힘들다.
버스 + 스타 토폴로지의 하이브리드 형태이다.
3-2 ) 트리 토폴로지 장점
노드 확장이 편하다.
리프노드의 에러는 다른 노드에 영향을 미치지 않는다.
3-3) 트리 토폴로지 단점
특정 노드에 트래픽이 걸리게 되면 하위노드에도 영향이 간다.
루트노드에 문제가 생겼을 경우 전체 시스템에 문제가 생긴다.
4) 링형 토폴로지
4-1) 링형 토폴로지 특징
노드들이 양옆에 있는 노드들과 연결해 전체적으로 고리형처럼 하나로 연결된 길을 통해 통신하는 망
노드의 추가, 삭제가 쉽다.
토큰 기반으로 권한 여부에 따라 데이터를 전달한다.
4-2) 링형 토폴로지 장점
노드 수가 증가해도 데이터의 손실이 없다.
문제 노드를 쉽게 찾을 수 있다.
4-3) 링형 토폴로지 단점
토큰 기반 네트워크기 때문에 토큰이 없는 노드는 연결하지 못해 데이터를 공유할 수 없다.
링크, 노드가 하나라도 문제가 생기면 전체가 문제생긴다.
네트워크 구성 변경이 어렵다.
5) 메시 토폴로지
5-1 ) 메시 토폴로지 특징
망형 토폴로지
노드들을 점대 점으로 연결한 복잡한 구조여서 노드의 추가,삭제가 어렵다.
full 메시 토콜로지와 particall connected 메시토콜로지 두가지로 구분된다.
풀 메시토콜로지는 n(n-1)/2의 회선수를 갖고 있다.
5-2 ) 메시 토폴로지 장점
회선이 많아 노드끼리 영향이 적어 안정성이 높다.
트래픽 분산이 잘된다.
5-3) 메시 토폴로지 단점
회선이 비효율적으로 많아서 비용이 고가이다.
6) 토폴로지와 병목현상
병목현상은 트래픽에 의해 데이터의 흐름이 제한되는 상황이다. '병목'은 위의 사진과 같이 병 안의 내용물이 밖으로 나오려할 때 좁은 병목에 부분에서 상대적으로 천천히 쏟아지는 것을 비유한 말이다. 토콜로지는 병목현상을 해결하는 척도이기 때문에 중요하다. 병목현상이 일어났을 때 어떤 구조를 갖고있는지를 알면 좀더 효율적으로 병목현상을 해결할 수 있기 때문이다.
트래픽이 증가해 서버가 다운 됐다(병목현상이 일어났다)고 가정해보자. 해당 서비스가 어떤 토폴로지로 이루어져 있는지 알면 어떤 부분에서 어떤 방법으로 해결해야 하는지 알 수 있을 것이다.
3. 네트워크 통신 방식
1) 유니캐스트
유니캐스트는 1:1통신 방식을 말한다. 예를들자면 HTTP통신을 들수 있다. 애니캐스트는 가장 일반적인 네트워크 전송형태이다. 한마디로 가장 많이 쓰이는 방식이다.
통신을 할 때, 데이터 전송하는 프레임에는 송신하는 PC와 수신하는 PC에 각각의 MAC 주소가 들어있다. 따라서, 지정된 대상의 MAC 주소가 아닐경우에는 통신하지 않기 때문에 성능저하가 일어나지 않는다는 특징이 있다.
2) 멀티캐스트
멀티캐스트는 1:N 통신을 말한다. 그룹주소를 통해 해당 그룹에 속한 다수의 호스트에게 패킷을 전송하기 위한 방식이다.단방향으로 다수의 사람에게 동시에 같은 정보를 전달하기 위해서 쓰인다.
IPTV와 같은 실시간 방송을 볼 때 멀티캐스트방식으로 통신을 한다. 라우터나 스위치에서 이 기능을 지원해 주어야 사용이 가능하다.
3) 브로드캐스트
브로드캐스트는 1:N 방식으로 통신하는 것을 말한다. 그룹이 아니라 연결되어 있는 노드 전체에게 데이터를 전송할 때 사용한다. 전체 노드에게 데이터가 전송되기 때문에 네트워크의 전체 트래픽에 문제가 생길 수 있다. 또한 브로드캐스트로 통신을 하게 되면 MAC주소와 별개로 CPU에도 전송되기 때문에 개별 PC의 성능에도 문제가 생긴다.
브로드 캐스트는 상대의 MAC주소를 알아내기 위한 ARP를 시도하거나, 라우터들끼리의 정보교환 및 다른 라우터를 찾을 때, 서버들이 자신의 서비스를 제공한다는 것을 클라이언트에 알릴 때 사용된다.
4. 네트워크 분류
네트워크는 규모를 기반으로 분류할 수 있다. 개인단위로 소유 가능한 LAN, 도시단위로 소유 가능한 MAN, 국가단위로 소유가능한 WAN으로 분류할 수 있다.
1) LAN
LAN은 근거리 통신망을 말한다. 한마디로 집이나 사무실에서 사용되는 통신망이다. LAN은 MAN과 WAN 보다 안정성이 높고 속도도 빠르다. 사무실이나 가정과 같이 규모가 작은 곳에서 사용하기 때문에 허브나 스위치를 통해 연결한 네트워크를 사용한다. 소규모라 보니 IP가 부족한 경우가 생기는데 이 때는 NAT장비(라우터)를 통해 가상의 IP주소를 할당해 MAC주소로 구분하기도 한다.
2) MAN
MAN은 도시와 도시를 연결하는 통신망으로 2개 이상의 LAN이 연결되어 구성된다. 보통 라우터나 브릿지를 통해 연결한다. LAN보다 넓은 지역에서 운영되기 때문에 전송 속도는 평균이며 LAN보다 혼잡하다.
3) WAN
WAN은 국가와 국가를 연결하는 광역 네트워크를 의미한다. 흔히 인터넷이라고 말한다. 많은 라우터들을 거쳐 전세계 국가들을 연결해준다. 많은 컴퓨터들과 네트워크 장비들이 연결되기 때문에 전송 속도도 낮고 혼잡하다.
