네트워크
노드와 링크가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미한다.
- 노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치
- 링크(엣지) : 유선 또는 무선과 같은 연결 매체 (와이파이나 LAN)
ex) 스마트폰으로 naver.com 접속한다.
스마트폰의 랜카드와 네이버의 서버가 네트워크(와이파이)를 통해 통신하고 스마트폰과 네이버의 서버는 각각 노드가 된다.
트래픽
특정 시점에 링크 내에 흐르고 있는 데이터의 양을 말한다.
예를 들어 서버에 저장된 파일(문서,이미지,동영상 등등)을 클라이언트가 다운로드 할 때, 발생되는 데이터의 누적량은 트래픽이다.
Q1. 100KB 이미지를 1000명이 다운로드할 때 누적 트래픽?
100KB * 1000 = 100,000KB(100MB)
처리량
링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 말한다. 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타낸다.
처리량은 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다.
ex) 대역폭이 좁으면 데이터를 많이 수신할 수 없고, 트래픽이 갑자기 많아지면 서버가 다운되어 처리량은 줄어들 수 있다.
트래픽 vs 처리량
- 트래픽이 많아졌다 : 흐르는 데이터가 많아졌다.
- 처리량이 많아졌다 : 처리되는 트래픽이 많아졌다.
대역폭
주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수를 말한다. (최대 트래픽)
Q. 100Mbps 라는 대역폭을 가진 서버가 있고 한 사용자당 100kbps로 동영상 파일을 요청한다 했을 때, 최대 동접자 수는?
100Mbps / 100kbps = 약 1000명.
RTT (Round Trip Time)
왕복 지연시간.
신호를 전송하고 해당 신호의 수신확인에 걸린 시간을 더한 값.
혹은 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린 시간.
네트워크 토폴로지
노드와 링크가 어떻게 구성되어있는지를 말한다.
버스 토폴로지
특징
- 하나의 회선에 여러개의 노드
- 노드의 추가 및 삭제가 쉽다.
- 설치비용이 적다.
장점
- 소규모 네트워크를 구축하기 매우 쉽다.
- 한 노드에 장애가 발생해도 다른 노드에 영향을 끼칠 수 없다.
단점
- 메인 링크에 많은 트래픽이 생기면 정체현상 발생가능성 높음.
- 메인 링크 망가지면 큰 문제.
스타 토폴로지
특징
- 중앙에 있는 노드를 기반으로 연결된 형태
- 노드의 추가 및 삭제 쉬움.
장점
- 중앙 노드가 아닌 한 노드에 장애가 발생해도 영향 X.
- 안정성이 높다. 중앙 노드가 아닌 한 노드에 침해가 발생했을 때 다른 노드로의 확장이 어렵기 때문이다. 중앙 노드를 거쳐야하는데 중앙 노드에 더 높은 수준의 보안처리가 되어있기 때문.
- 한 링크에 문제가 생겨도 해당 부분만 영향을 받고 나머지는 정상 작동.
단점
- 중앙노드 에러발생 시 큰 문제.
트리 토폴로지
특징
- 트리형태이다.
- 노드의 추가 및 삭제가 비교적 어렵다. (리프노드를 기반으로한 확장은 쉬움)
- 버스 토폴로지와 스타 토폴로지의 하이브리드 형태이다.
** Backbone Cable = 대규모 파이프라인을 통해 극도로 높은 대역폭으로 다른 네트워크들의 집합과 연결되는 네트워크.
장점
- 노드 확장이 용이하다. (리프노드로 확장)
- 리프노드의 에러는 나머지 부분에 영향을 미치지 않는다.
단점
- 특정 노드 트래픽 집중시 하위노드에 영향을 끼친다.
- 루트노드에 문제가 생기면 전체 네트워크에 큰 문제가 발생.
링 토폴로지
특징
- 고리형태
- 노드의 추가 및 삭제 용이
장점
- 노드 수가 많아져도 데이터 손실이 없다. 연속적으로 노드를 거치지만 토큰을 기반으로 통신권한 여부를 따지고 해당 권한이 없는 노드는 데이터를 전달받지 못하기 때문에 노드를 거치면서의 데이터 손실이 발생하지 않는다.
단점
- 링크 또는 노드가 하나만 에러 발생해도 전체 네트워크에 문제.
- 토큰이 없는 노드는 통신에 참여를 못하며 데이터 공유가 안된다.
메시 토폴로지
특징
- 그물망 형태
- 노드의 추가 및 삭제가 어렵다. (노드, 회선 다 삭제해야 함, 추가할 때도 회선 연결 많이 해야 함 비용 많이 듦)
- 풀메시 토폴로지의 경우 n * (n-1) / 2 의 회선이 필요하다.
장점
- 안정성이 높다. 한 노드에 장애가 나도 다른 노드에 영향을 미치지 않는다.
- 트래픽을 분산할 수 있다.
단점
- 회선이 비효율적으로 많이 들기 때문에 구축비용이 많이 든다.
토폴로지의 필요성
토폴로지는 병목현상을 해결하는 척도가 된다.
병목현상
병목현상은 트래픽에 의해 데이터의 흐름이 제한되는 상황을 말한다.
병목현상이 발생했을 때 토폴로지를 확인하고 어디에 회선을 추가하고, 노드를 추가하면 될 지 등을 결정할 수 있음.
유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트
유니캐스트
1:1 통신을 뜻한다. 대표적으로 HTTP 통신이 있다. 가장 일반적인 네트워크 전송 형태이다.
멀티캐스트
1:N 통신을 뜻한다. 다만 연결된 모든 노드들에 데이터를 전달하지는 않고 특정 그룹에만 전달한다.
브로드캐스트
1:N 통신이고, 연결된 모든 노드에게 데이터를 전달한다.