[그림으로 배우는 서버구조] - 3주차

[3-1] 처음은 시스템, 다음은 서버

• 시스템화를 검토할 때 서버부터 생각하지 않음
• 처음에 시스템의 이미지를 그리고 나서 서버를 검토

[3-2] 시스템 규모에 따라 구성은 변한다

• 시스템 규모에 따라 선정되는 서버가 달라짐
• 적절한 서버를 선정하는 것을 사이징이라하고, 그 전에 성능 경적이 필요함

[3-3] 정말 서버가 필요할까?

• 소규모 시스템의 경우, pc로도 실현할 수 있는지 확인할 필요가 있음
• 투자 대비 효과도 신경쓰자

[3-4] 서버는 산하의 컴퓨터를 어떻게 보고 있을까?

• 컴퓨터끼리는 데이터를 주고받는 상대를 IP주소와 MAC 주소로 특정
• IP주소는 소프트웨어가 인식하는 컴퓨터의 주소이며 MAC 주소는 하드웨어의 주소에 해당

[3-5] 컴퓨터 간 데이터 통신

• TCP/IP 모델
  • TCP/IP는 네트워크 통신을 위한 계층화된 아키텍처로 구성되어 있으며, 일반적으로 4계층으로 설명
    • 응용 계층 (Application Layer)
      • 사용자가 직접 상호작용하는 계층으로, HTTP, FTP, SMTP 등의 프로토콜이 포함
    • 전송 계층 (Transport Layer)
      • 데이터의 신뢰성 있는 전송을 담당하며, 주요 프로토콜로는 TCP (Transmission Control Protocol)와 UDP (User Datagram Protocol)가 있음
    • 인터넷 계층 (Internet Layer)
      • 데이터를 목적지까지 라우팅하는 역할을 하며, IPv4가 주요 프로토콜
    • 네트워크 인터페이스 계층 (Network Interface Layer)
      • 실제 물리적 네트워크 매체를 통해 데이터를 전송하는 역할
• IPv4
  • 32비트 주소 체계
    • IPv4 주소는 32비트로 구성되며, 일반적으로 4개의 8비트 옥텟(예: 192.168.0.1)으로 표기
    • 약 43억 개의 고유 주소를 제공하지만, 인터넷의 급속한 성장으로 인해 주소 고갈 문제가 발생
  • 주소 클래스
    • IPv4는 A, B, C, D, E의 다섯 가지 주소 클래스로 나눔
    • 주로 A, B, C 클래스가 일반적인 네트워크에 사용됨
  • 서브넷팅 (Subnetting)
    • 하나의 네트워크를 여러 개의 작은 네트워크로 분할할 수 있는 방법
    • IP 주소의 일부를 네트워크 식별자와 호스트 식별자로 나누어 사용
  • 헤더 구조
    • IPv4 헤더는 고정된 20바이트 길이를 가지며, 선택적 옵션 필드를 포함할 수 있음
    • 주요 필드로는 버전, 헤더 길이, 서비스 타입, 총 길이, 식별자, 플래그, 프래그먼트 오프셋, TTL(Time to Live), 프로토콜, 헤더 체크섬, 소스 IP, 목적지 IP 등이 있음
  • 패킷 포맷
    • 데이터는 패킷 형태로 전송되며, 각 패킷은 헤더와 데이터(페이로드)로 구성
    • 패킷은 라우터를 통해 목적지까지 전달
  • 라우팅
    • 라우터는 목적지 IP 주소를 기반으로 최적의 경로를 결정하여 패킷을 전달
    • 다양한 라우팅 프로토콜(예: RIP, OSPF, BGP)이 사용

⇒ IPv4는 오랜 기간 동안 인터넷의 기초를 이루었지만, 주소 고갈 문제와 일부 보안 및 효율성의 한계로 인해 IPv6 가 개발됨

 

[3-6] 라우터와의 기능 차이

• 라우터(Router)는 컴퓨터 네트워크에서 서로 다른 네트워크 간에 데이터를 전달하고 경로를 결정하는 네트워크 장치
• 라우터는 데이터 패킷을 최적의 경로로 전달하여 효율적이고 안정적인 통신을 가능하게 함
• 라우터는 OSI 7계층 모델 중 네트워크 계층(Network Layer, 3계층)에서 주로 동작
  • 패킷 수신: 라우터는 입력 인터페이스를 통해 데이터 패킷을 수신
  • 헤더 분석: 패킷의 헤더 정보를 분석하여 목적지 IP 주소를 확인
  • 라우팅 테이블 조회: 목적지 IP 주소를 기반으로 라우팅 테이블을 조회하여 최적의 경로를 결정
  • 패킷 전달: 결정된 경로에 따라 패킷을 출력 인터페이스로 전달
  • 패킷 전송: 패킷은 다음 네트워크 장치(다른 라우터 또는 최종 목적지)로 전송

[3-7] 서버 가상화와 테스크톱 가상화

• 서버 가상화는 1대의 서버에 논리적으로 복수의 서버 기능을 가지게 함으로 써 비용 절감, 서버 집약, 장애 대책에 효과적
• 반면에 가상화되면, 응답 성능이 떨어지기도 함
• 클라이언트 PC(데스크톱)의 가상화도 발전하고 있음

[3-8] - 생략

[3-9] 네트워크 가상화

• 서버 가상화와 집약화에 따라 네트워크의 부하가 늘어나, 네트워크의 가상화 도 필요해졌음
• 패브릭 네트워크는 서버의 집약화와 함께 확대될 가능성이 높음

[3-10] - [3-11] - 생략

[실습]