네트워크의 기초 06.26

네트워크란 ? 노드와 링크가 서로 연결되어 있으며, 리소스를 공유하는 집합니다.

노드의 종류 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치

링크: 유선 또는 무선 연결

 

2.1.1 처리량과 지연시간

좋은 네트워크 ? 높은 처리량, 낮은 지연시간, 적은 장애 빈도, 좋은 보안

처리량(throughput)

• 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양. 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타낸다.
• '많은 트래픽을 처리한다 == 많은 처리량을 가진다'
• 단위 : bps (bits per second)
• 처리량은 트래픽, 네트워크 장치의 대역폭, 네트워크 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다.
• 트래픽? 특정 시점에 링크에 '흐르는' 데이터의 양
• + 대역폭(bandwidth) : 일정한 시간 안에 네트워크에 흐를 수 있는 최대 비트 수, 단위는 Hz( ~= bps )
•                                     네트워크 또는 채널이 초당 처리 가능한 최대 데이터 처리 능력, 이론적인 최대 속도
• 대역폭을 throughput으로 보기도 한다.

지연시간 (latency)

• 요청이 처리되기까지  걸리는 시간
• 채널 지연 : ? 
• 전파 지연 : 전파가 전송로를 통해 전달 이동하는데 소요되는 지연
• 전달 지연 :
• 패킷 지연 : 패킷이 패킷망 내 송신측에서 수신측까지 도달하는데 걸린 시간, 또는 지체된 시간
  • 매체 접근 지연 : 전송할 패킷이 있을 때 매체가 사용중(busy)이면 비어(idle)있기를 기다리는 시간
    • ex ) CSMA
  • 전송 지연 : 제한된 채널용량에 하나의 프레임을 완전히 송출하는데 걸리는 시간
  • 전달 지연 또는 전파 지연 : 전송로를 통해 전파적으로 전달 이동하는데 소요되는 지연
  • 처리 지연 : 전송중에 거치는 각 요소마다 처리 지연 발생
    • 패킷 처리 지연 : 라우터 등에서 전체 패킷을 받고 처리 전달하는데 걸리는 지연
    • 패킷 스위칭/라우팅 지연 : 패킷을 스위칭/라우팅 하는데 드는 지연
  • 큐잉 지연 / 대기 지연 : 라우터 등에서 패킷들의 불규칙한 도착/전송로 속도제한 등으로 인한 대기 지연
• 지연 연산 : ?

Question:

네트워크에서 트래픽과 대역폭의 차이점이 무엇인가요?

지연시간이란 무엇인지? 예시를 들어 설명해주세요

2.1.2 네트워크 토폴로지와 병목 현상

네트워크 토폴로지 : 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식, 연결 형태

• 트리 토폴로지(Tree Topology)
  • 계층형 토폴로지, 상위 노드의 트래픽이 하위 노드에 영향을 줄 수 있음

• 버스 토폴로지(Bus Topology)
  • 중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크, LAN에 이용
  • 설치 비용 小, 신뢰성 高, 노드 추가/제거 용이
  • 단점: 스푸핑

• 스푸핑 : 악의적인 노드가 패킷을 가로채는 중간자 공격 기법.

https://webstone.tistory.com/107

그림 참고

python을 이용한 ARP 스푸핑 구현하기

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=xcripts&logNo=70119066733 

• 스타 토폴로지(Star Topology)
  • 중앙의 노드에 모두 연결된 네트워크
  • 노드 추가 및 에러 탐지 용이
  • 패킷 충돌 가능성 低
  • 단점: 중앙 노드 장애 == 전체 네트워크에 영향

 

• 링 토폴로지(Ring Topology)
  • 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 고리처럼 이어진 망 구성 방식
  • 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 없음
  • 충돌 발생 가능성 低
  • 노드의 고장 발견 용이
  • 단점: 네트워크 구성 변경 어려움, 회선 장애 == 전체 네트워크에 영향

• 메시 토폴로지(Mesh Topology)
  • 망형 토폴로지, 그물망처럼 연결되어 있음
  • 한 단말에 문제가 발생해도 네트워크 사용 가능
  • 트래픽 분산 처리 가능
  • 단점: 노드 추가 어렵고, 구축 비용이 고가

병목현상

• 전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한 받는 현상.

Question:

알고 있는 네트워크 토폴로지와, 해당 토폴로지의 장점을 설명해 주세요

2.1.3 네트워크 분류

https://woodforest.tistory.com/210

네트워크 범주

WAN (Wide Area Network) : 광역 네트워크, 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운용, 낮은 전송 속도

MAN (Metropolitan Area Network) : 대도시 지역 네트워크, 도시 같은 넓은 지역에서 운용, 평균 전송 속도

LAN (Local Area Network) : 근거리 통신망, 같은 건물, 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운용, 빠른 전송 속도

 

Question:

WAN, MAN, LAN의 차이점과, 가능하다면 예시를 하나 들어 설명해 주세요