네트워크의 기초

네트워크란 노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있거나 연결되지 않은 집합체

노드-> 서버, 라우터, 스위치 등 네트워크 장치를 의미

링크-> 유선 또는 무선을 의미

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처리량과 지연 시간

좋은 네트워크란 많은 처리량을 처리할 수 없으며 지연시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크

1. 처리량 (Throughput)

일정 시간 동안 네트워크를 통해 실제로 전달되는 데이터의 양.

• 단위: bps (bits per second), Mbps, Gbps 등
• 의미: 얼마나 많은 데이터를 보낼 수 있는가?
• 예: 100Mbps 인터넷 회선이라면, 이론적으로 1초에 100메가비트까지 데이터를 전송 가능.
• 실제 처리량은 네트워크 혼잡, 패킷 손실, 거리, 장비 성능 등으로 인해 이론 최대보다 낮을 수 있음.

대역폭 : 주어진 시간동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 잇는 최대 비트 수

2. 지연 시간 (Latency)

항목	RTT (Round Trip Time)	Latency (지연 시간)
정의	패킷이 왕복하는 데 걸리는 시간	패킷이 한쪽 방향으로 이동하는 데 걸리는 시간
포함 요소	전송 시간 + 처리 시간 + 전파 시간 + 큐잉 지연 포함	전송 시간 + 전파 시간
단위	밀리초(ms)	밀리초(ms)
주요 사용	네트워크 성능 평가 및 최적화	네트워크 장비 및 링크 성능 측정

 

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네트워크 토플로지와 병목 현상

1. 네트워크 토폴로지(Network Topology)

네트워크에서 장비들(노드, 컴퓨터, 라우터 등)이 어떻게 연결되어 있는지를 나타내는 구조 또는 배치 방식

물리적인 연결 구조를 말할 수도 있고, 논리적인 데이터 흐름 구조를 말할 수도 있다.

종류	설명	장점	단점
버스형 (Bus)	모든 노드가 하나의 중심 케이블에 연결됨	설치 쉬움, 비용 저렴	케이블 문제 시 전체 마비, 확장 어려움, *스푸핑 가능
스타형 (Star)	모든 노드가 중앙 허브/스위치에 연결됨	장애 격리 쉬움, 관리 용이	중앙 장비 고장 시 전체 네트워크 불능
링형 (Ring)	노드들이 원형으로 연결됨	순차적 전송, 예측 가능한 성능	하나만 끊겨도 전체 다운(보완책: 이중링)
메시형 (Mesh)	각 노드가 다른 모든 노드와 직접 연결됨	고신뢰성, 장애에도 강함	복잡하고 비용 큼
트리형 (Tree)	스타형을 계층적으로 확장한 형태	확장성 좋음, 그룹 관리 쉬움	상위 장비 장애 시 하위 전체 영향
하이브리드형 (Hybrid)	위 여러 구조가 섞인 형태	유연한 구성 가능	설계 및 유지 복잡

스푸핑(Spoofing)

= 속이는 것 (신뢰받는 존재인 척함)

LAN 상에서 송신부의 패킷을 송신과 관련 없는 다른 호스트에 가지 않도록 하는 스위칭 기능을 마비시키거나 속여서 특정 노드에 해당 패킷이 오도록 처리하는 것

2. 병목 현상(Bottleneck)

시스템 전체의 성능이나 처리 속도가 특정 한 지점에서 제한되거나 느려지는 현상

마치 물병의 목이 좁아서 물이 천천히 나오는 것 처럼, 전체 시스템의 흐름이나 처리량을 특정 지점이 가로막고 있는 상황

네트워크에서의 병목 현상

네트워크 병목은 데이터 흐름 중 가장 느린 구간이 전체 속도를 제한하는 경우

 

📌 예시 상황:

• 고속 인터넷을 사용하는데, 와이파이 공유기가 오래되어 속도 제한
• 서버와 클라이언트는 빠른데, 중간 라우터나 스위치가 처리 용량 초과
• 내부망은 빠른데 외부 인터넷 회선이 좁으면 전체 속도 저하

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네트워크 분류

1. LAN (Local Area Network) – 근거리 네트워크

• 범위: 건물 내 또는 근거리 (수 m ~ 수 km)
• 소규모 조직 또는 개인 환경
• 고속 데이터 전송 가능 (100Mbps ~ 수 Gbps)
• 예시: 집, 학교, 회사 내부망 / 와이파이 라우터 네트워크

2. MAN (Metropolitan Area Network) – 도시권 네트워크

• 범위: 도시 전체 (수 km ~ 수십 km)
• 여러 LAN을 연결해 지역망 구성
• 통신사업자, 방송국, 관공서 등에서 사용
• 예시: 지역 케이블 방송망, 지자체 행정망

3. WAN (Wide Area Network) – 광역 네트워크

• 범위: 국가, 대륙, 전 세계
• 다양한 네트워크(LAN/MAN)를 연결
• 인터넷 서비스 제공자(ISP), 국제 기업에서 사용
• 예시: 인터넷, 국제 기업의 글로벌 사무소 연결망

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네트워크 성능 분석 명령어

1. ping

대상 호스트와의 연결 가능 여부 및 응답 시간(지연 시간) 확인

ping google.com

• 확인 항목: 지연 시간(ms), 패킷 손실

2. netstat

현재 연결된 네트워크 세션, 포트 상태, 통계 확인

netstat -an

• 사용 중인 포트, IP 주소, 연결 상태 확인
• s: 프로토콜별 통계 보기 (TCP, UDP 등)
• b (Windows): 어떤 프로그램이 어떤 포트를 쓰는지 표시

3. tracert (Windows) / traceroute (Linux/macOS)

목적지까지의 경로와 각 구간 지연 시간 확인

# Windows
tracert google.com

# Linux / macOS
traceroute google.com

• 병목 지점이나 느린 구간 파악 가능
• 네트워크 경로 상의 라우터들을 추적

4. nslookup / dig

DNS 해석 확인 – 도메인이 올바르게 IP로 변환되는지

nslookup google.com

• Linux에서 더 상세한 분석:

dig google.com

실무에서 많이 사용하는 조합 예시

ping 8.8.8.8         # 지연 시간 테스트
tracert google.com   # 경로 분석
netstat -an          # 포트 연결 상태 확인
ipconfig / ifconfig  # 네트워크 정보 확인
nslookup google.com  # DNS 확인

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네트워크 프로토콜 표준화

서로 다른 장치나 시스템이 서로 호환되도록, 통신을 위한 규칙과 절차(프로토콜)를 국제적으로 통일하는 과정

주요 표준화된 프로토콜 예시

프로토콜	기능	표준 기관
TCP/IP	인터넷 통신 기본	IETF
HTTP/HTTPS	웹 페이지 전송	IETF
FTP	파일 전송	IETF
SMTP/POP3/IMAP	이메일 전송/수신	IETF
Ethernet (IEEE 802.3)	유선 LAN 통신	IEEE
Wi-Fi (IEEE 802.11)	무선 LAN 통신	IEEE
DNS	도메인 이름 → IP 변환	IETF / ICANN
VoIP (H.323, SIP)	인터넷 음성 통신	ITU / IETF