컴퓨터 네트워크 거시적 미시적으로 살펴보기. 트래픽과 네트워크 성능지표
목차(T.O.C)
1. 컴퓨터 네트워크를 알아야하는 이유
1-1. 컴퓨터 네트워크
1-2. 컴퓨터 네트워크를 알아야하는 이유
2. 컴퓨터 네트워크 거시적으로 살펴보기
2-1. 네트워크의 기본구조=그래프
2-2. 범위에 따른 네트워크의 분류
2-3. 메세지 교환 방식에 따른 네트워크의 분류
3. 컴퓨터 네트워크 미시적으로 살펴보기
3-1. 택배를 통해 책을 주고받는 예시
3-2. 네트워크 세상의 언어, 프로토콜
4. 트래픽과 네트워크 성능지표
4-1. 트래픽
4-2. 네트워크 성능지표
1. 컴퓨터 네트워크를 알아야하는 이유
1-1. 컴퓨터 네트워크
여러 개의 장치가 마치 그물처럼 서로 연결되어 정보를 주고받을 수 있는 통신망(그래프 형태)
여러 개의 네트워크를 연결한 네트워크의 네트워크(=인터넷)
1-2. 컴퓨터 네트워크를 알아야하는 이유
대부분의 어플이 인터넷을 사용하니, 그 어플을 만드는 개발자도 네트워크를 알아야한다.
개발자의 업무 - (프로그램을 만드는 업무, 프로그램을 유지 보수 하는 업무)
2. 컴퓨터 네트워크 거시적으로 살펴보기
2-1. 네트워크의 기본 구조 = 그래프
그래프 : 노드와 노드를 연결하는 간선으로 이루어진 자료구조
1. 가장자리에 위치한 노드(우리가 사용하는 장치= 호스트)
네트워크 정보를 최초로 생성해서 송신하거나, 최종적으로 수신하는 대상
- 호스트 역할에 따른 구분(클라이언트, 서버)
클라이언트가 요청을 보내면 서버가 요청에 대한 응답을 보냄(서빙을 해줌)
-> 서버, 클라이언트, 네트워크 장비는 네트워크 구조에 따라 구분한 개념일 뿐, 완전히 배타적인 개념은 아니다.
2. 중간노드(네트워크 장비)
- 호스트 간 주고받는 정보가 수신지까지 안정적이고 안전하게 전송
- 호스트 간 주고받을 정보가 거치는 중간노드(이더넷 허브 ,스위치, 라우터, 공유기)
3. 노드 간 연결하는 링크(통신매체)
- 유선 매체
- 무선 매체
4. 메세지
통신매체로 연결된 노드가 주고받는 정보
ex> 웹 페이지 , 파일 , 메일 등
2-2. 범위에 따른 컴퓨터 네트워크의 분류
1. LAN(Local Area Network)= 근거리 연결 네트워크
한정된 공간에서의 네트워크 -> 대부분 이걸 개발자가 구축하고 관리함.
2. WAN(Wide Area Network)= 원거리 연결 네트워크
인터넷이 WAN으로 분류, 다른 LAN 에 속한 호스트와 메세지를 주고받아야할 때 이용
- ISP(Internet Service Provider)=WAN 을 구축하고 관리, 서비스를 제공
사용자에게 인터넷과 같은 WAN에 연결 가능한 회선을 임대하는 등 WAN과 관련된 다양한 서비스를 제공.
ex> 국내 대표 ISP는 KT, LG, SK 브로드 밴드
2-3. 메세지 교환 방식에 따른 네트워크의 분류
1. 회선 교환 네트워크
회선 교환방식으로 메세지를 주고 받는 네트워크
- 회선 교환 방식
메세지를 주고 받기 전 (메세지 전송로인) 회선을 설정한 뒤, 해당 회선을 통해 메세지를 주고 받는 방식
- 회선 스위치
호스트 사이에 일대일 전송로를 확보하는 네트워크 장비
- 회선 교환 네트워크의 장단점
장점 : host 간 전송로를 예약하여 확보한 후 전송한다는 장점 덕분에 , 주어진 시간동안 전송되는 정보의 양이 비교적 일정하다.
단점 : 회선 이용 효율이 낮을 수 있다(메세지를 주고받지 않는 순간에도 회선을 점유)
2. 패킷 교환 네트워크 = 오늘날 보통 이걸 사용함.
메세지를 패킷이라는 단위로 쪼개서 전송. 쪼개어 전송된 패킷들은 수신지에서 재조립됨.
메세지 전송로의 이용효율이 높다. 오늘 날 인터넷은 대부분 패킷교환 방식을 사용함.
- 패킷 스위치(라우터, 스위치)
패킷의 송수신지를 식별 ,패킷이 이동할 최적의 경로를 결정
대부분 패킷교환 방식의 네트워크를 사용하기에, 지금부터 메세지라 함은 패킷을 의미한다. 패킷의 구성에는
페이로드(전송하려는 데이터) = 물품
헤더, 트레일러(부가정보, 제어정보)=송장
3. 컴퓨터 네트워크 미시적으로 살펴보기
두 대의 컴퓨터가 패킷(소포)를 주고 받는 과정에서 벌어지는 일.
3-1. 택배를 통해 책을 주고받는 예시
멀리 떨어진 영수(수신지 호스트)에게 택배로 책을 선물함.
- 선물할 책(페이로드)를 택배상자에 넣기
- 배송주소 등 택배기사가 읽을 메세지(헤더)를 작성 후 첨부
- 택배 기사(네트워크 장비)를 통해 전송
-> 택배를 올바르게 주고받기 위해서는 언어가 통해야한다
(나와 영수, 나와 택배기사, 택배기사들 간의 언어가 통해야한다,)
3-2. 네트워크 세상의 언어, 프로토콜
1. 프로토콜 : 노드 간에 정보를 올바르게 주고받기 위해 합의된 규칙이나 방법
-> 일상 속 언어와는 달리 통신과정에서는 여러 프로토콜을 한번에 사용하는 경우가 많음(캡슐화 이용)
2. 각 프로토콜 별로 목적과 특징이 다름.
-> 각각의 프로토콜의 목적과 특징에 맞는 헤더를 이용함.
ex> tcp 에는 신뢰성을 높을 수 있는 정보가 헤더로 포함됨.
3-3. 네트워크 참조모델
택배를 받는 과정과 주는 과정은 정확히 반대이기에 -> 송 수신과정은 계층적으로 표현이 가능하다
네트워크를 계층별로 나눈 이유: 네트워크 구성과 설계가 용이/ 네트워크 문제진단과 해결이 용이
- OSI 모델(OSI 7계층)->TCP/IP 모델 좀 더 OSI 모델보다 구현에 중점을 둔 모델
3-4. 캡슐화와 역캡슐화
1. 캡슐화
계층별 프로토콜의 목적과 특징에 부합하는 헤더를 추가
상위계층으로부터 받은 패킷을 페이로드 삼아, 해당 계층의 프로토콜 헤더를 붙인다.
2. 역캡슐화
계층 별 목적에 부합하는 헤더를 제거
3. PDU(Protocol Data Unit)
각 계층에서 송수신 되는 데이터 단위
4. 트래픽과 네트워크 성능 지표
4-1. 트래픽이란?
네트워크 내의 정보량.
트래픽은 주로 노드에서 측정 : 특정 시점에 노드를 경유하는 정보량
과도한 트래픽이 야기하는 문제-> 과부하(성능 저하)발생
4-2. 성능 판단의 지표
1. 처리율(throughput)
단위 시간 당 네트워크를 통해 실제로 전송되는 정보량
bps,mbps,gbps,pps
2. 대역폭(bandwidth)
단위 시간 당 통신매체를 통해 송수신 할 수 있는 최대 정보량 "정보를 주고 받는 폭"
3. 패킷 손실(packet loss)
송수신 되는 패킷이 손실된 상황
손실된 패킷의, 전체패킷/유실된 패킷(백분위)이용