📘 [Computer Network] 네트워크 토폴로지

CS

• 네트워크 기초

  • 네트워크란 노드와 링크가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미
  • 처리량과 지연 시간
    • 네트워크를 구출할 때는 '좋은'네트워크로 만드는 것이 중요
      • 좋은 네트워크란 많은 처리량을 처리할 수 있으며 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크
    • 처리량이란 링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터양을 말한다.
    • 지연시간이란 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린 시간

• 네트워크 토폴로지

  • 네트워크 토폴로지는 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미
    

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  1. 트리 토폴로지
     
     계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성
     
     노드의 추가, 삭제가 쉬우며 특정 노드에 트래픽이 집중 될때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다.
     

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  2. 버스 토폴로지
     
  • 버스(bus) 토폴로지는 중앙 통신 회선 하나에 여러개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말하며 근거리 통신망(LAN)에서 사용
    
  • 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉽지만 스푸핑이 가능한 문제점이 있다.

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  3. 스타 토폴로지
     
     스타 토폴로지는 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성
     
     노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다. 또한 어떠한 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있으며 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다. 하지만 중앙 노드에 장애가 발생하며 ㄴ전체 네트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가이다.

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  4. 링형 토폴로지
     
     링형 토폴로지는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식
     
     데이터는 노드에서 노드로 이동을 하게 되며, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리
     
     노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능성이 적고 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다. 하지만 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼치는 단점이 있다.
     

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  5. 메시 토폴로지
     
     메시 토폴로지는 망형 토폴로지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조
     
     한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도 분산 처리가 가능하다. 하지만 노드의 추가가 어렵고 구춫 비용과 운용 비용이 고가인 단점이 있다.
     

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  • 병목 현상
    • 네트워크의 구조라고도 일컫는 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문
  • 병목 현상은 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상

• 네트워크의 분류

  • WAN
    • 광역 네트워크를 의미하며 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영
    • 전송 속도는 낮으며 MAN보다 혼잡
  • MAN
    • 대도시 지역 네트워크를 나타내며 도시 같은 넓은 지역에서 운영
    • 전송 속도는 평균이며 LAN보다는 혼잡
  • LAN
    • 근거리 통신망을 의미하며 좁은 공간에서 운영
    • 전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않음

• 네트워크 성능 분석 명령어

  • 네트워크 병목 현장의 주된 원인
    • 네트워크 대역폭
    • 네트워크 토폴로지
    • 서버 CPU, 메모리 사용량
    • 비효율적인 네트워크 구성
  • ping(Packet INternet Groper)
    • 네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전송하는 명령어
    • 해당 노드의 패킷 수신 상태 / 도달하기까지 시간 등을 알 수 있음
    • TCP/IP 프로토콜 중 ICMP 프로토콜을 통해 동작
  • netstat
    • 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는데 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 (Window)/ traceroute (Linux)
    • 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어
    • 목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이느려지는지 등을 확인할 수 있음