네트워크 성능 문제와 개념

네트워크 성능
(전체적인 관점에서 바라보기)

• 성능이 나에게 얼마나 중요한 것일까?
• 속도를 높이려면 돈이 든다. 당신은 얼마나 빨리 움직이고 싶은가?

네트워크 성능과 기타 주요 특성 사이의 균형 조정

• 설계와 구현 비용
• 품질
• 표준화
• 안정성
• 확장성과 개량성
• 관리와 유지의 편의성
• 공간과 설비 문제

성능 측정

• 속도
• 대역폭(Bandwidth): 네트워크나 데이터 전송 매체의 데이터 운반 능력을 가리키는 데 널리 쓰이는 용어
• 처리율(Throughput): 단위 시간 동안 네트워크, 채널, 인터페이스를 통해 실제 데이터가 얼마나 많이 전송되어쓴지를 측정하는 기준
• 지연시간(Latency): 통신 채널이나 네트워크에서 데이터 전송 시간을 의미, 특정 데이터 요청 시간부터 응답 데이터 수신 시간까지의 간격

성능 측정 단위 이해

• 비트(bit)와 바이트(Byte): 8bit = 1Byte
• 보(baud): 매 초 신호의 변화나 전환 횟수를 측정하는 단위

이론적 처리율과 실제 처리율, 네트워크 성능에 영향을 주는 요인

• 상시 네트워크 부하: 일반적으로 근거리 네트워크(LAN)의 최고 속도 중 적어도 20%는 사용할 수 없다. 헤더나 제어를 위한 것들 때문에 부하가 걸린다.
• 외부 성능 제한: PC의 성능이나 회선의 품질에 따라 속도를 낼 수 없는 경우
• 네트워크 설정 문제: 허술한 케이블 연결, 문제있는 드라이버의 사용 등
• 비대칭: 업로드와 다운로드의 비대칭에 의한 속도

단방향, 양방향, 반양방향 동작

• 단방향(simplex) 동작: 정보를 오직 한 방향으로만 보내는 것
• 반양방향(half-duplex) 동작: 한 시점에서 오직 한 장비만이 데이터를 전송할 수 있는 것
• 양방향(full-duplex) 동작: 단방향 채널의 쌍 또는 양방향 동시 전송이 가능한 단일 채널로 구성

서비스 품질(Qos, Quality of Service)

• 대역폭 예약
• 대기 시간 관리: 전송의 대기 시간을 특정 값 이하로 제한하는 것
• 트래픽 우선순위 조정
• 트래픽 셰이핑(Shaping): 버퍼와 속도 제한을 이용해 트래픽 전송율을 미리 정해 놓은 값 이하로 유지하는 것
• 네트워크 혼잡 예방

네트워킹 소개, 특성, 유형

네트워킹 소개

• 네트워킹이란 무엇인가?
• 네트워크는 물리적 또는 논리적으로 연결된 하드웨어 장비의 모음이다. 네트워크를 통해 정보를 교환할 수 있다.

• 네트워킹의 장점과 이익
• 연결성과 통신
• 데이터 공유
• 하드웨어 공유
• 인터넷 접속 공유
• 데이터 보안과 관리
• 성능 향상과 분배
• 엔터테인먼트

• 네트워킹의 단점과 비용
• 네트워크 하드웨어, 소프트웨어, 구성 비용
• 하드웨어와 소프트웨어 관리 비용
• 바람직하지 않은 공유
• 불법 또는 바람직하지 않은 행위
• 데이터 보안 염려

기본 네트워크 특성

• 네트워킹 계층, 모델, 구조
• OSI(Open Systems Interconnection) 7계층

• 프로토콜이란 무엇인가?
• 네트워크 장비의 소프트웨어와 하드웨어가 효과적으로 통신할 수 있도록 하는 규칙, 알고리즘, 메시지, 기타 방식을 정의한다.
• 프로토콜은 일반적으로 둘 이상 장비의 같은 OSI 참조 모델 계층끼리의 통신방법을 설명한다.

• 서킷 스위칭과 패킷 스위칭 네트워크
• 서킷 스위칭(Circuit-Switching)
• 두 장비 간에 통신이 일어나기 전에 서킷이 맺어짐
• 일단 서킷이 맺어지면, 데이터를 전송할 수 있는 다른 경로가 존재할지라도 이들 장비 간의 모든 통신은 이 서킷을 통해 이루어짐
• 패킷 스위칭(Packet-Switching)
• 데이터 전송을 위한 특정 경로가 존재하지 않음
• 송신자는 데이터를 패킷이라는 작은 조각으로 나눈 뒤 전송
• 패킷은 최종 목적지에 도달하기 전에 라우팅되고, 결합되고, 분할될 수 있음
• 수신자는 패킷을 읽어 원본 데이터를 만듦

※ 베이스밴드(Baseband) 방식 - 데이터(정보)를 0, 1로 부호화하여 디지털 신호 그대로 전송매체로 보내는 방식

• 연결형 프로토콜과 비연결형 프로토콜
• 연결형(Connection-Oriented) 프로토콜
• 두 장비가 데이터를 전송하기 전에 논리적 연결을 맺도록 요구함
• 장비들은 연결을 어떻게 시작하고, 협상하고, 관리하고, 끊는지를 명시하는 규칙을 따라야 함

• 비연결형(Connectionless) 프로토콜
• 장비간에 연결을 맺지 않음
• 데이터를 보내고 싶은 장비는 즉시 그 데이터를 보냄

메시지

• 패킷: OSI 참조 모델의 네트워크 계층에서 동작하는 프로토콜이 보내는 메시지를 의미
• 데이터그램: 기본적으로 패킷과 동의어이며 네트워크 계층 메시지를 의미, OSI 참조모델의 상위 계층에서 전송되는 메시지를 언급하는데 쓰이기도 함
• 프레임: OSI 참조 모델의 하위 계층에서 오가는 메시지와 연관돼 있다.
• 셀: 대부분 크기가 고정된 메시지, 프레임과 마찬가지로 보통 OSI 모델의 하위 계층에서 동작
• 프로토콜 데이터 유닛(PDU)과 서비스 오닛(SDU): 프로토콜 메시지를 설명할 때 쓰이는 단어

• 메시지 포매팅
• 공통특성: 헤더, 페이로드, 푸터
• 헤더: 실제 데이터 앞부분에 위치하는 정보
• 데이터: 전송되는 실제 데이터로 메시지의 페이로드라고도 불림
• 푸터: 데이터 뒷부분에 위치하는 정보, 대표로 CRC(Cyclic redundancy check)

• 메시지 주소지정과 전송 방법
• 유니캐스트 메시지: 한 장비에서 다른 장비로 전송하는 메시지
• 주소지정: 메시지의 목적지 주소가 특정한 하나의 주소
• 브로드캐스트 메시지: 네트워크의 모든 장비로 전송
• 주소지정: 브로트캐스트를 위해 예약된 특수 주소를 이용
• 멀티캐스트 메시지: 특정 기준을 만족하는 스테이션 그룹으로 전송
• 주소지정: 메시지를 수신할 특정 장비 그룹을 식별하기 위한 수단을 필요로 함
• 점대점 링크에서는 메시지 주소지정이 반드시 필요한 것은 아님

네트워크 구조 모델과 클라이언트/서버, 피어투피어 네트워킹

• 피어투피어 네트워킹: 각 컴퓨터가 네트워크에서 동등한 상대방(피어, peer)으로 인식, 어떤 장비든 다른 모든 장비에게 요청을 보낼 수 있음
• 클라이언트/서버 네트워킹: 소수의 중앙 서버가 클라이언트라고 불리는 다수의 사용자 머신에 서비스를 제공

네트워크의 유형과 크기

(세 가지 범주로 분류, 새로운 두 가지)

• 근거리 네트워크(LAN, Local Area Networks): 비교적 가까이 있는 컴퓨터를 연결하는 네트워크
• 무선 LAN(WLAN, Wireless LANs): 라디오 주파수나 빛을 이용해 선 없이 장비를 연결하는 LAN
• 원거리 네트워크(WAN, Wide Area Networks): LAN보다 훨씬 먼 거리에 있는 장비나 다른 네트워크를 연결하는 네트워크

• 캠퍼스 네트워크(CAN, Campus Area Networks): 대학의 캠퍼스와 같이 동일 지역의 여러 건물에 걸친 네트워크
• 도시권 네트워크(MAN, Metropolitan Area Networks): 특정 지역 또는 도시에 걸친 네트워크

네트워크의 상대적 크기

• 네트워크: 네트워크의 크기는 정해져 있지 않음
• 서브네트워크: 네크워크의 일부분, 또는 더 큰 인터네트워크를 구성하는 네트워크
• 세그먼트: 서브네트워크보다 좀더 작은것을 의미
• 인터네트워크: 작은 네트워크를 서로 연결하여 이룬 큰 네트워킹 구조