면접 준비_네트워크

네트워크 개념과 토폴로지 정리

1. 네트워크란?

네트워크는 노드와 링크가 서로 연결되어 리소스를 공유하는 집합을 의미합니다.

• 노드(Node): 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치를 의미합니다.
• 링크(Link): 유선 또는 무선 연결을 의미합니다.

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2. 처리량과 트래픽

처리량(Throughput)

• 정의: 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 의미합니다.
• 단위: bps (초당 전송 또는 수신되는 비트 수)
• 영향 요소:
  • 사용자 접속 수
  • 네트워크 장치의 대역폭
  • 네트워크 에러
  • 장치의 하드웨어 성능

처리량이 많아졌다 → 처리되는 트래픽이 많아졌다

트래픽(Traffic)

• 정의: 특정 시점에 흐르는 데이터의 양
• 예시: 서버에 저장된 문서, 이미지, 동영상을 다운로드할 때 발생하는 데이터의 누적량

트래픽이 많아졌다 → 흐르는 데이터가 많아졌다

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3. 지연시간 (Latency)

• 정의: 요청이 처리되는 시간으로, 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸리는 시간
• 영향 요소:
  • 매체 종류(유선/무선)
  • 패킷 크기
  • 라우터의 패킷 처리 시간

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4. 네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지는 노드와 링크의 배치 및 연결 형태를 의미하며, 네트워크 설계 시 중요한 요소입니다.

1) 트리 토폴로지 (Tree Topology)

• 정의: 계층적 구조로 트리 형태로 노드를 연결한 방식
• 장점:
  • 노드 추가 및 삭제가 용이
• 단점:
  • 특정 노드에 트래픽이 집중되면 하위 노드에 영향 발생

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2) 버스 토폴로지 (Bus Topology)

• 정의: 하나의 중앙 통신 회선에 여러 노드가 연결되어 공유
• 장점:
  • 설치 비용이 저렴
  • 노드 추가/삭제 용이
• 단점:
  • 스푸핑 문제 발생 가능

스푸핑이란?
LAN에서 특정 노드에 패킷이 악의적으로 전달되도록 속이는 행위입니다.

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3) 스타 토폴로지 (Star Topology)

• 정의: 중앙 노드에 다른 모든 노드가 연결된 구조
• 장점:
  • 에러 탐지와 해결이 용이
  • 패킷 충돌 가능성이 적음
• 단점:
  • 중앙 노드에 장애 발생 시 전체 네트워크 사용 불가
  • 설치 비용이 높음

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4) 링형 토폴로지 (Ring Topology)

• 정의: 각 노드가 양 옆의 두 노드와 연결되어 고리 형태로 통신
• 장점:
  • 충돌 가능성 적음
  • 네트워크 손실이 거의 없음
• 단점:
  • 네트워크 구성 변경이 어려움
  • 회선 장애 시 전체 네트워크 영향

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5) 메시 토폴로지 (Mesh Topology)

• 정의: 그물망처럼 모든 노드가 서로 연결된 구조
• 장점:
  • 특정 노드 장애 시 다른 경로로 네트워크 유지
  • 트래픽 분산 처리 가능
• 단점:
  • 구축 및 운용 비용이 고가
  • 노드 추가가 어렵다

 

네트워크 병목 현상과 성능 분석

1. 병목 현상이란?

병목 현상(Bottleneck) 은 전체 시스템의 성능이나 용량이 특정 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상을 의미합니다.

• 예시: 병의 목 부분이 좁아 물이 천천히 쏟아지는 상황
• 네트워크 병목 현상:
  • 서비스 이벤트로 트래픽이 폭주할 때 이를 관리하지 못하면 사용자는 웹사이트 접속 불가
  • 네트워크 토폴로지를 이해하면 병목 현상의 원인을 정확히 진단하고 해결할 수 있습니다.

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2. 네트워크 분류

네트워크는 규모에 따라 다음과 같이 분류됩니다:

1) LAN (Local Area Network)

• 정의: 근거리 통신망으로 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영
• 특징:
  • 전송 속도 빠름
  • 혼잡도 낮음

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2) MAN (Metropolitan Area Network)

• 정의: 대도시 지역을 커버하는 네트워크
• 특징:
  • 도시 단위의 네트워크
  • 전송 속도는 보통이며, LAN보다 혼잡

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3) WAN (Wide Area Network)

• 정의: 광역 네트워크로 국가 또는 대륙 단위에서 운영
• 특징:
  • 전송 속도 느림
  • 혼잡도 높음
  • 장거리 데이터를 전송할 수 있음

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3. 네트워크 성능 분석 명령어

네트워크 병목 현상은 대역폭, 토폴로지, 서버 성능 등 여러 원인으로 발생할 수 있습니다. 이를 진단하기 위해 다양한 명령어와 도구가 사용됩니다.

1) ping

• 정의: 대상 노드에 패킷을 보내 네트워크 연결 상태 및 응답 시간을 확인
• 사용법: ping [IP 주소 또는 도메인 주소]
• 활용: 네트워크 연결 문제, 응답 속도 확인

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2) netstat

• 정의: 서비스의 네트워크 상태, 라우팅 테이블, 프로토콜 리스트를 표시
• 활용: 서비스의 포트 상태 확인, 네트워크 연결 모니터링

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3) nslookup

• 정의: DNS 관련 정보 확인 명령어
• 활용: 도메인에 매핑된 IP 주소 확인

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4) tracert/traceroute

• 정의: 목적지 노드까지의 네트워크 경로와 각 구간의 응답 시간 확인
• 활용: 네트워크 병목 발생 위치 파악
• 운영체제에 따른 차이:
  • Windows: tracert
  • Linux: traceroute

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5) 기타 네트워크 테스트 도구

• ftp: 대형 파일 전송을 통한 성능 테스트
• tcpdump: 패킷을 캡처하여 네트워크 트래픽 분석
• 네트워크 분석 프로그램:
  • Wireshark: 실시간 네트워크 패킷 분석
  • Netmon: 네트워크 모니터링 및 진단

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4. 네트워크 프로토콜 표준화

• 네트워크 프로토콜은 데이터를 주고받기 위한 공통 인터페이스입니다.
• 표준화 기관:
  • IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
  • IETF (Internet Engineering Task Force)

이러한 기관들은 다양한 프로토콜을 정의하여 다른 장치 간의 데이터 전송을 가능하게 합니다.