[CS 전공지식 노트] 네트워크 (1)

면접을 위한 cs 전공지식 노트를 읽고 정리하였다. 이번 학기에 배운 개념을 정리 하기 위해 네트워크, 운영체제, 데이터베이스, 자료구조 위주로 정리할 것이다.

CHAPTER 2 네트워크

네트워크의 기초

네트워크 : 컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결망을 지칭하는 용어

네트워크란 노드와 링크가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않은 집합체

노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치

링크 : 유선 또는 무선

좋은 네트워크 : 많은 처리량을 처리할 수 있으며, 지연시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크

처리량 (throughput) : 링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터양
단위 : bps(bits per second) 초당 전송 또는 수신되는 비트 수
→ 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받음

대역폭 : 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수

지연시간(latency) : 요청이 처리되는 시간
→ 매체 타입(무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받음

네트워크 토폴로지(network topology)

노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식

• 트리 토폴로지(tree topology) (계층형 토폴로지) : 트리 형태로 배치한 네트워크 구성

노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있음

• 버스 토폴로지(bus topology) : 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성 (근거리 통신망[LAN]에서 사용)

설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉬움. 스푸핑이 가능한 문제점

스푸핑 : LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것

• 스타 토폴로지(star topology) : 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성

노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적음. 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있으며 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적음. but 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가임

• 링형 토폴로지(ring topology) : 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신하는 망 구성 방식

데이터는 노드에서 노드로 이동을 하며 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리

노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌될 가능성이 적고 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있음. but 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼치는 단점

• 메시 토폴로지(mesh topology) (망형 토폴로지) : 그물망처럼 연결되어 있는 구조

한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도 분산 처리가 가능. but 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가임

병목(bottleneck) 현상

전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상

주된 원인

네트워크 대역폭
네트워크 토폴로지
서버 cpu, 메모리 사용량
비효율적인 네트워크 구성

네트워크 분류

LAN : 근거리 통신망 → 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않음

MAN : 대도시 지역 네트워크를 나타내며 도시 같은 넓은 지역에서 운영 → 전송속도는 평균 LAN보다는 많이 혼잡

WAN : 광역 네트워크 → 전송속도는 낮으며 MAN 보다 더 혼잡

네트워크 성능 분석 명령어

ping (Packet INternet Groper) : 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어 → 해당 노드의 패킷 수신 상태와 도달하기까지 시간 등을 알 수 있으며 해당 노드까지 네트워크가 잘 연결되어 있는지 확인 가능

tcp/ip 프로토콜 중에 ICMP 프로토콜을 통해 동작. ICMP 프로토콜을 지원하지 않는 기기를 대상으로는 실행할 수 없거나 네트워크 정책상 ICMP 나 traceroute를 차단하는 대상의 경우 ping 테스트 불가능

ping [IP 주소 또는 도메인 주소]로 실행

netstat : 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용

네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여줌. 서비스의 포트가 열려 있는지 확인할 때 씀

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 확인할 수 있음

네트워크 프로토콜 표준화

네트워크 프로토콜 : 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된 공통된 인터페이스

IETF라는 표준화 단체가 이를 정의

출처: 면접을 위한 CS 전공지식 노트 - 주홍철 지음