네트워크의 기초

 

 

네트워크란?

노드와 링크가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합

 

노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장비
링크: 유선, 무선

 

 

좋은 네트워크란?

많은 처리량을 처리할 수 있으며, 지연 시간이 짧고, 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크

 

처리량(bps)
- 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 말하며, 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타냄
- 많은 트래픽을 처리한다. == 많은 처리량을 가진다.
- 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다.

 

 

트래픽

특정 시점에 링크 내에 '흐르는' 데이터의 양

 

대역폭

주어진 시간동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 잇는 최대 비트 수

 

트래픽이 많아졌다. == 흐르는 데이터가 많아졌다.
처리량이 많아졌다 == 처리되는 트래픽이 많아졌다.

 

 

지연 시간

요청이 처리되는 시간(어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린 시간)
매체 타입(무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받는다.

 

여기서 말하는 메시지란 OSI 7계층 중, 애플리케이션 계층에서 보내는 단위를 메시지라고 한다.

 

 

 

네트워크 토폴리지

노트와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태
병목 현상을 찾을 때, 중요한 기준이 된다.

1. 트리 토폴리지(= 계층형 토폴리지)
   1. 노드의 추가, 삭제가 쉽고, 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다.
2. 버스 토폴리지
   1. 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성
   2. 근거리 통신망(LAN)에서 사용
   3. 설치 비용이 적고, 신뢰성이 우수하며, 노드를 추가하거나 삭제하기 쉬움. but, 스푸핑이 가능하다.
3. 스타 토폴리지
   1. 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
   2. 노드를 추가, 에러 탐지 쉽고, 패킷의 충돌 발생 가능성이 낮음, 장애가 나도 쉽게 에러를 발견할 수 있으며, 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우에는 다른 노드의 영향을 끼치는 것이 적지만, 중앙 노드가 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없고, 설치 비용이 많이 듦.
4. 링형 토폴리지
   1. 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 고리 형태의 망 구성 방식
   2. 데이터는 노드에서 노드로 이동
   3. 노드 수가 증가하더라고 네트워크의 손실이 거의 없고 충돌이 발생될 가능성이 적고, 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있음.
   4. but, 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 끼치는 단점이 있음.
5. 메시 토폴리지
   1. 망형 토폴리지, 그물망처럼 연결되어 있음.
   2. 한 단말 장치에 장애가 발생하더라도 다양한 경로가 존재하기 때문에 네트워크를 계속 사용할 수 있고, 트래픽 분산 처리도 가능함.
   3. but, 노드의 추가가 어렵고, 구축 비용과 운용 비용이 고가인 단점이 있음.

토폴리지

 

스푸핑

LAN상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위치 기능을 마비시키거나, 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것 (정상적으로 전달되어야 할 패킷을 악의적인 노드에 전달될 수 있음)

 

 

병목 현상

전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 말한다.
ex) 서비스에서 이벤트를 열었을 때, 트래픽이 많이 생기고, 그 트래픽을 잘 관리하지 못하면 병목 현상이 생겨 사용자는 웹 사이트로 들어가지 못한다.

 

회선 추가 전

 

가정

- 병목 현상이 발생

- 이로 인해 지연 시간이 길어졌다.

- 대역폭을 크게 설정해도 성능이 개선되지 않았다.

 

 

회선 추가 이후

 

해결

- 네트워크 토폴리지 구성 확인

- 서버와 서버간 그리고 게이트웨이로 이어지는 회선을 추가해서 병목 현상을 해결

 

결론

어떤 토폴리지를 갖는지, 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 올바르게 해결할 수 있다.

 

네트워크 병목 현상의 주요 원인

• 네트워크 대역폭
• 네트워크 토폴리지
• 서버 CPU, 메모리 사용량
• 비효율적인 네트워크 구성

 

네트워크 관련 테스트와 네트워크와 무관한 테스트를 통해 '네트워크로부터 발생한 문제점' 인 것을 확인한 후에 네트워크 성능 분석을 해봐야 한다.