네트워크 처리량, 토폴로지
네트워크란?
노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합
많은 처리량을 처리할 수 있으며 지연 시간이 짧고, 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크가 좋은 네트워크
여기서 노드는 서버, 라우터, 네트워크 장치
링크는 유선 또는 무선을 의미
1. 처리량과 지연시간
처리량(Throughput): 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양, bps(bits per second) 단위를 사용
보통 얼마큼의 트래픽을 처리했는지 나타냄.
처리량은 다음과 같은 사항에 영향을 받음.
- 사용자들이 접속할 때마다 커지는 트래픽
- 네트워크 장치간의 대역폭
- 네트워크 중간에 발생하는 에러
- 장치의 하드웨어 스펙
트래픽(Traffic): 특정 시점에 링크 내에 흐르는 데이터의 양
대역폭(Bandwidth): 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
지연 시간(Latency): 요청이 처리되는 시간, 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간
지연 시간은 매체 타입(유선, 무선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받음.
2. 네트워크 토폴로지와 병목현상
네트워크 토폴로지(Network topology)는 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미
트리(Tree) 토폴로지는 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성.
- 노드의 추가, 삭제가 쉬움.
- 그러나 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있음.
버스(Bus) 토폴로지는 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성
근거리 통신망(LAN)에 사용
- 중앙 통신 회선에 노드를 추가, 삭제가 쉬움.
- 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수
- 스푸핑이 가능한 문제점이 있음.
스푸핑(Spoofing): 직접적으로 시스템에 칩입하지 않고 잘못된 정보 또는 연결을 신뢰하게끔 하여 피해자를 속이는 기법
LAN상에서는 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능이 작동하는데
스푸핑은 이 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리
스타(Star, 성형) 토폴로지는 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
- 노드 추가가 쉽고 패킷의 충돌 방생 가능성이 적음.
- 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견 가능
- 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적음.
- 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 너트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가
링형(Ring) 토폴로지는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식
데이터는 노드에서 노드로 이동, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리
- 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없음.
- 충동이 발생되는 가능성이 적고, 노드의 고장을 쉽게 발견 가능
- 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크게 영향을 크게 끼침.
메시(Mesh) 토폴로지는 망형 토폴로지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조
- 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계소 사용할 수 있음
- 트래픽 분산 처리가 가능
- 노드의 추가가 어렵고 구축 비용, 운용 비용이 고가
병목 현상(Bottleneck)
병목 현상: 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받은 현상
서비스에서 트래픽이 많이 생겼을 때 이를 잘 관리하지 못하면 병목 현상이 발생하여 사용자는 서비스를 이용하지 못함.
네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지 아는 것이 중요한 이유는 병목 현상이 발생했을 때 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 올바르게 해결할 수 있기 때문
3. 네트워크 분류
네트워크는 규모를 기반으로 분류할 수 있음.
LAN(Local Area Network): 근거리 통신망, 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영. 전송 속도가 빠르고 혼잡 X.
MAN(Metropolitan Area Network): 대도시 지역 네트워크, 도시 같은 넓은 지역에서 운영. 전송 속도는 평균 LAN보다 혼잡.
WAN(Wide Area Network): 광역 네트워크, 국가 도는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영. 전송 속도는 낮고 MAN보다 혼잡.
'면접을 위한 CS 전공지식 노트'를 기반으로 작성한 글입니다.