[면접을 위한 CS 전공지식 노트] 2장. 네트워크

2.1 네트워크의 기초

네트워크란 ?

노드와 링크가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있지 않은 집합체

• 노드 : 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치
• 링크 : 유선 또는 무선

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2.1.1 처리량과 지연 시간

좋은 네트워크는 많은 처리량을 처리할 수 있으며 지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘
네트워크를 말한다.

 

처리량이란 ?

링크를 통해 전달되는 단위 시간당 데이터의 양

단위 : bps (bits per second) _ 초당 전송 또는 수신되는 비트 수

처리량은 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽,  네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다.

 

지연 시간이란 ?

요청이 처리되는 시간 (어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는데 걸린 시간)

지연 시간은 매체 타입 (무선, 유선), 패킷 크기, 라우터의 패킷 처리 시간에 영향을 받는다.

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2.1.2 네트워크 토폴로지와 병목 현상

네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지란 ?

노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미

 

트리 토폴로지

계층형 토폴로지 (트리 형태로 배치한 네트워크 구성)

장점

• 노드의 추가, 삭제가 쉽다.

단점

• 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다.

트리 토폴로지

 

버스 토폴로지

중앙 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성 (근거리 통신망 (LAN)에서 사용)

장점

• 설치 비용이 적고 신뢰성이 우수하며 중앙 통신 회선에 노드를 추가하거나 삭제하기 쉽다.

단점

• 스푸핑이 가능한 문제점이 있다.
  • 스푸핑 : LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을
    마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것

버스 토폴로지

 

스타 토폴로지

중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성

장점

• 노드를 추가하거나 에러를 탐지하기 쉽고, 패킷의 충돌 발생 가능성이 적다.
• 어떤 노드에 장애가 발생해도 쉽게 에러를 발견할 수 있고 장애 노드가 중앙 노드가 아닐 경우 다른 노드에 영향을 끼치는 것이 적다.

단점

• 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없고 설치 비용이 고가이다.

스타 토폴로지

 

링형 토폴로지

각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식

데이터는 노드에서 노드로 이동을 하고, 각각의 노드는 고리 모양의 길을 통해 패킷을 처리한다.

장점

• 노드 수가 증가되어도 네트워크상의 손실이 거의 없고 충돌이 발생되는 가능성이 적고 노드의 고장 발견을 쉽게 찾을 수 있다.

단점

• 네트워크 구성 변경이 어렵고 회선에 장애가 발생하면 전체 네트워크에 영향을 크게 끼친다.

링형 토폴로지

 

메시 토폴로지

망형 토폴로지

장점

• 한 단말 장치에 장애가 발생해도 여러 개의 경로가 존재하므로 네트워크를 계속 사용할 수 있고 트래픽도 분산 처리가 가능하다.

단점

• 노드의 추가가 어렵고 구축 비용과 운용 비용이 고가이다.

메시 토폴로지

 

병목 현상

전체 시스템의 성능이나 용량이 하나의 구성 요소로 인해 제한을 받는 현상

네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야 병목 현상을 해결할 수 있다.