풍뎅아 공부하자.

■ 토폴로지 개요

Topology(위상수학(位相數學) : 그리스어에서 위치를 뜻하는 토포스(topos)와 학문을 뜻하는 로고스(logos)로 만들어진 단어

요한 베네딕트 리스팅(Johann Benedict Listing, 1808~1882) 정의 : “공간 속의 점·선·면 및 위치 등에 관하여, 양이나 크기와는 별개의 형상이나, 위치 관계를 나타내는 법칙을 연구하는 학문”

사전적 의미 : 체계적인 분류, 위상 배치

일반적인 의미 : 물리적인 배치의 형태로 이루어진 어떤 현장의 종류를 설명
통신 네트워크에서의 의미 : 노드들과 이에 연결된 회선들을 포함한 네트웍의 배열이나 구성을 개념적으로 표현한 것

그럼 통신 네트워크 측면에서 토플로지에 대해 정리하도록 하겠습니다. 

먼저, 네트워크란, 상호간에 정보를 교환할 수 있도록 유선, 무선을 통하여 연결된 형태를 말합니다. 

그럼 네트워크 토플로지는 컴퓨터 네트워크에 참여하는 요소(링크, 노드)들의 배치형태, 망구성 방식을 의미합니다. 

네트워크 토플로지는 물리적 토플로지와 논리적 토폴로지로 구분합니다. 

물리적 토플로지는 노드, 링크와 같은 네트워크를 구성하는 요소들의 배치에 의해 결정됩니다. 

논리적 토폴로지는 노드들 사이의 데이터 흐름에 따라 결정됩니다. 

예를 들어, 위 그림과 같이 네트워크가 물리적으로 연결되어 있고

붉은색 화살표와 같이 데이터가 순차적으로 흐른다면

물리적 토폴로지는 성형(star)이고,

논리적 토폴로지는 링형(Ring)이 됩니다. 

■ 토폴로지 종류

그럼 토폴로지 종류에 대해 설명드리겠습니다. 

네트워크 구성방식(Topology)에 따라 Star, Bus, Ring, Mesh, 성형, 망형, 버스형, 환형, 나무형 등이 있다.

Bus Topology(버스) 형(= Line (선형))

- 하나의 통신회선에 여러 컴퓨터를 연결해서 전송하는 방법으로,
- 신호와 관련이 있는 장치들만이 그들에게 주목하고, 그 외의 장치들은 그 신호를 무시
즉, 본래의 신호에 코드화되어 있는 주소와 일치하는 주소를 가진 컴퓨터만이 반응함
- 간선과 각 단말 장치와의 접속은 간단한 접속장치를 붙이는 것으로 가능
- 서로 가까운 거리의 장치들을 연결할 때 적절

장점

- 한개의 통신 회선에 장치가 여러대 연결되어 있는 간단한 구조
- 장치(컴퓨터)의 추가와 제거가 매우 용이
- 장치(컴퓨터)가 고장나더라도 전체 통신망에 영향을 주지 않아 신뢰성이 높음
- 가장 적은양의 케이블 사용
- 비용이 적게 듦

단점

- 장애가 발생 시에 발생지의 위치 추적이 어렵고

- 버스의 연결 부위나 종단 장치에 문제가 발생하면 전체 네트워크가 중단됨

즉, 단선 등 단순한 장애가 전체 네트워크에 영향을 준다.

- 한번에 한 컴퓨터만 전송할 수 있으며, 연결된 컴퓨터의 수에 따라 네트워크 성능이 좌우됨

- 거리 제약이 심함

■ Ring Topology(링) 형

- 컴퓨터를 하나의 원을 이루도록 연결하며, 각 장치는 고유한 주소를 가지게 되며
- 케이블로 고리(loop)를 형성하고, 이 고리에는 네트워크 장비들을 설치
- 정보흐름(신호)은 단방향(시계방향)으로 원을 따라 흐르게 되고

- 개별 컴퓨터들이 리피터처럼 신호를 강화하여 다음 컴퓨터로 전송함

- 인접한 노드와 연결되어 원형을 이루는 형태임

- 각 노드는 데이터의 송수신을 제어하는 엑세스 제어논리(토큰)을 보유
- Token Passing(토큰 패싱)이라는 방법을 통해 데이터를 전송

- 장애 발견시 데이터가 왔던 경로로 되돌아감

장점

- 모든 장비에 똑같은 접속기회를 제공

- 단방향 통신으로 신호 증폭이 가능하여 거리 제약이 적음

- 네트워크 전송상의 충돌이 없고
- 노드의 숫자가 증가해도 전체적인 성능의 저하가 적음

단점

- 버스 방식보다 많은 양의 케이블을 사용하므로 설치비용이 비쌈

- 하나의 컴퓨터에 이상이 발생하면 전체 네트워크에 문제가 생긴다.

- 노드의 추가 삭제가 용이하지 않음

- 노드의 문제가 발생했을 경우에 전체 네트워크가 중단될 수 있음
즉, 장애가 복구 될 때까지 데이터가 loop를 벗어나지 못함

■ Star Topology(성형)

- 중앙집중식 구조를 가짐
즉, 중앙에 위치한 주 노드(허브라는 중앙장치)에 연결된 케이블로 다른 노드(컴퓨터)들을 연결

- 송신 컴퓨터가 전송한 신호는 허브를 통해 네트워크의 모든 컴퓨터로 보내짐
- Point to point 방식으로 회선을 연결하며, 모든 장치들은 중앙 컴퓨터를 통해서만 데이터를 교환
- 장치가 고장나더라도 다른 장치에 영향을 주지 않음
단, 중앙 컴퓨터가 고장이 나면 전체 통신망이 멈추게 됨

장점
- 중앙에 허브를 두고 컴퓨터가 별 모양으로 연결되어 있어 설치와 재구성이 쉬움
- 장애 발견이 쉬움
- Network 관리가 쉬움
- 하나의 장애가 다른 네트워크 장비에 영향을 주지 않음

단점
- HUB가 고장났을때 전체 Network에 충돌이 일어남
- 많은 양의 케이블을 사용하므로 설치비용이 비쌈

■ Mesh Topology(망, 그물형)

- 네트워크상의 모든 노드를 상호 연결

- 모든 지점의 장치를 서로 연결한 형태로 연결성이 높으며

- 많은 장치와의 통신양이 많을때 유리하며

- 회선에 문제가 생겼을 때 다른 경로를 이용해 데이터를 전송할 수 있음
즉, 각각의 네트워크 장비는 두 개 이상의 선로를 보유하면서 같은 네트워크에 속해있는 다른 네트워크 장비에 연결
- 통신선로의 총길이가 가장 긴 네트워크 구조
- 초기 데이타 통신 네트워크의 전형적인 형태
- 공중통신망에 많이 사용
- 컴퓨터들이 각각 1대 1로 연결되어 그물 모양을 이루며 안정적임

장점
- 장애에 가장 강하고 가장 안전함

- 목적지까지 여러 개의 경로가 존재하기 때문에 한곳에 장애가 생겨도 다른 경로를 통해 데이터를 전송

- 목적지까지 여러 개의 경로중 가장 빠른 경로를 이용하기 때문에 가용성과 효율성이 뛰어남

단점 :
- 여러 토폴리지 가운데 설치 비용이 가장 비쌈

- 네트워크 관리가 힘들다.

즉, 규모가 큰 네트워크라면 항상 관리해야 할 엄청난 양의 네트워크 회선과 장비의 상태 

■ 트리형 (Tree Topology)  계층형, 분산형
- 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결
- 이웃하는 단말장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말장치로부터 다시 연결

- 접속되는 단말기의 숫자에 맞는 통신장비 이용이 가능
- multipoint 데이터 통신망

- 분산처리시스템을 구성하는 방식

- 하나의 노드에 여러개의 노드가 트리형으로 연결되어 있는 형태

- 데이터는 양방향으로 모든 노드에 전송

- 실제 사용하는 허브의 사용 방식

장점

- 통신 회선수 절약과 통신선로가 짧음

- 네트워크 확장 용이

단점

- 상위 노드 문제시 하위 노드 모두에 영향 미침

- 중앙 지점에서 병목현상 발생 가능

- 중앙 지점 고장 발생 시 네트워크 마비

■ 전체 비교

우리는 컴퓨터 네트워크 라는 개념을 접하면서 보게되는 개념이 있습니다. 

서버 기반 그리고 P2P..그리고 클라우드..

이와 같은 개념에 대해서는 들어보셨을 것이고 그림으로 표현하면 다음과 같습니다. 
(이 장에서는 서버기반과 P2P에 대한 개념에 대해서 설명하려고 합니다.)

Server Based Network는 서버 기반의 네트워크로서,

서버를 중심으로 개인용 PC 들이 서버에게서 정보 및 데이터를 받기 위해 종속되어 있는 형태입니다. 

반면에

Peer To Peer Network는 단대단 기반의 네트워크로서

개인용 PC 들이 서로가 서로에게 정보 및 데이터를 받는 형태입니다. 

즉, 개인용 PC가 서버 역할을 하는 형태라고 보시면 될 것입니다. 

그럼 지금부터는 Peer To Peer(이하 P2P)에 대해서 살펴보도록 하겠습니다. 

IT 기술적으로 peer to peer 는 Windows XP 에서의 워크그룹 설정(소프트웨어적으로 그룹화)과 같이 어떤 중앙집중적인 관리가 아니라 각 개개의 컴퓨터가 네트워크로 연결되어 있는 네트워크를 말합니다.

여기서 peer 는 개별 컴퓨터를 가리킵니다.

peer 라는 개념에 대해서 가볍게 알고 가겠습니다.

Peer의 영어 단어 원 뜻은

- 동료, 대등한 사람을 뜻합니다.

IT 측면에서의 접근 해석 해 보면, 어느 누구도 소셜 네트워크 상에서는 대등한 관계라는 것을 의미합니다.

즉, 그 사람이 무슨 일을 하든지 회사에서 상위 직급에 있든 하위 직급에 있든 동등하다는 것입니다.
* 소셜 네트워크 상에서는 익명성이라는(이름을 밝혀도 그 사람이 어떤 사람인지 밝히지 않는다면 익명이라고 보는 관점) 부분이 존중되는 세상이기 때문입니다.

그럼 Peer To Peer를 살펴보면

개인 컴퓨터에서 개인 컴퓨터로.

.와 같이 해석되어집니다. 

즉, 개인들이 컴퓨터나 스마트폰을 통해서 직접적으로 정보나 데이터를 받는 것으로 해석합니다. 

예를 들어서 설명하도록 하겠습니다. 

인터넷에서 음악을 듣고 싶을 때 어떻게 하나요.
음원 파일을 살 수 있는 앱을 이용하거나 멜론, 벅스 같은 사이트에 들어가 한 달에 얼마, 또는 한 곡에 얼마씩 돈을 지불하고 음원을 내려받는 것은 서버기반입니다.

그런데 내가 가지고 있는 음악 파일을 친구에게 보내주는 경우도 있겠죠. 이런 식으로 정보(음악 파일)를 개인과 개인이 정보를 주고받는 게 P2P 기반입니다.

여러 장단점들이 존재할 수 있습니다. 

장점 : 

- 고품질의 서비스를 제공받을 수 있습니다.
  : 즉, 더 많은 사용자들이 자유롭게 참여할 수 있기 때문에 안정적이고 고품질의 서비스를 제공받을 수 있습니다.
- 구축 비용이 없습니다.
   : 즉, 사람들이 알아서 서버를 자청하며 생태계를 구축하기 때문에 돈이 들어가지 않습니다.
- 보안 기능이 우수합니다.
   : 즉, 모든 컴퓨터가 서버-클라이언트 역할을 하게되고, 상대방의 컴퓨터를 감시함으로써 올바른 도출을 유도합니다. 
- 장애 복구 비용이 발생하지 않습니다.
   : 즉, 장애가 발생하여도 서비스에 지장이 크지 않거나 고가용성 혹은 내고장성의 서비스를 기본적으로 제공합니다. 

단점 : 

- 저작권 보호가 어렵습니다.
   : 즉, 정당한 비용 지불 없이 데이터를 거래하는 경우 컨텐츠를 만든 사람은 시간과 비용에 대한 공이 사라지게 됩니다.
- 노드들의 연결 속도에 영향을 받게 됩니다.
   : 즉, 회선이 느린 노드가 존재할 경우 전체 네트워크의 속도를 저하시킬 수 있게 됩니다.
- 데이터 사용에 어려움이 있습니다.
   : 즉, 데이터를 가지고 있는 PC가 존재하지 않거나, 개방하지 않는다면 데이터를 사용할 수 없게 됩니다.

REST(Representational State Transfer)는 월드 와이드 웹과 같은 분산 하이퍼미디어 시스템을 위한 소프트웨어 아키텍처의 한 형식이다. 이 용어는 로이 필딩(Roy Fielding)의 2000년 박사학위 논문에서 소개되었다. 이 개념은 네트워킹 문화에 널리 퍼졌다.

엄격한 의미로 REST는 네트워크 아키텍처 원리의 모음이다. 여기서 '네트워크 아키텍처 원리'란 자원을 정의하고 자원에 대한 주소를 지정하는 방법 전반을 일컫는다. 간단한 의미로는, 웹 상의 자료를 HTTP위에서 SOAP이나 쿠키를 통한 세션 트랙킹 같은 별도의 전송 계층 없이 전송하기 위한 아주 간단한 인터페이스를 말한다. 이 두 가지의 의미는 겹치는 부분과 충돌되는 부분이 있다. 필딩의 REST 아키텍처 형식을 따르면 HTTP나 WWW이 아닌 아주 커다란 소프트웨어 시스템을 설계하는 것도 가능하다. 또한, 리모트 프로시저 콜 대신에 간단한 XML과 HTTP 인터페이스를 이용해 설계하는 것도 가능하다.

JSON 혹은 XML를 통해 데이터를 주고 받는 것이 일반적이다.

월드 와이드 웹(www)과 같은 분산 하이퍼미디어 시스템을 위한 소프트웨어 개발 아키텍처의 한 형식

REST는 기본적으로 웹의 기존 기술과 HTTP 프로토콜을 그대로 활용하기 때문에 웹의 장점을 최대한 활용할 수 있는 아키텍처 스타일이다.

REST는 네트워크 상에서 Client와 Server 사이의 통신 방식 중 하나이다.

HTTP URI(Uniform Resource Identifier)를 통해 자원(Resource)을 명시하고, HTTP Method(POST, GET, PUT, DELETE)를 통해 해당 자원에 대한 CRUD Operation을 적용하는 것을 의미한다.

즉, REST는 자원 기반의 구조(ROA, Resource Oriented Architecture) 설계의 중심에 Resource가 있고 HTTP Method를 통해 Resource를 처리하도록 설계된 아키텍쳐를 의미한다.

웹 사이트의 이미지, 텍스트, DB 내용 등의 모든 자원에 고유한 ID인 HTTP URI를 부여한다.

CRUD Operation

Create : 생성(POST)

Read : 조회(GET)

Update : 수정(PUT)

Delete : 삭제(DELETE)

HEAD: header 정보 조회(HEAD)

Container(컨테이너)를 이해하기 위해서는 Virtual Machine(가상머신, VM) 개념을 알고 있는것이 좋을 것 같다. 

1. 개념 구성도

개념 구성도부터 살펴보도록 하겠다.

출처 : https://www.docker.com/what-docker

Virtual Machine 은 구성도는 다음과 같다. 

하드웨어 가상화

소프트웨어로 구현된 하드웨어

소프트웨어로 구현된 하드웨어 그 위에 OS를 설치하고, 그 위에 소프트웨어를 설치함으로써 무겁고 느린 단점

위 단점으로 반가상화 기술방식의 Xen이 등장하였지만, 성능문제는 해결되지 못함

예 : VMWare, VirtualBox 등

Container:

리눅스에서 하드웨어 가상화와 OS설치를 하지 않고 단순히 프로세스를 단독으로 격리시키는 기술 컨테이너라는 기술이 등장

하드웨어 및 OS 계층을 두지 않고 프로세스만 격리하므로 실제 그냥 앱을 실행하는 경우와 거의 차이가 보이지 않을 정도로 Virtual Machine 에 비해 성능문제가 해결됨

리눅스 OS에서 지원하는 기술로 LXC(Linux Container)라는 시스템 레벨의 컨테이너 기술을 제공

초기 Docker는 LXC 기술을 채용했으나, 0.9버전 이후에는 libcontainer라는 자체 컨테이너 사용

IT 관련된 업무에 관련된 사람이라면 컨테이너에 대한 애기를 한번쯤은 들어봤을 것이다. 

컨테이너 개념을 알고가 하기 전에 컨테이너가 진정으로 의미하는 바는 무엇이며 어떻게 작동하고 왜 중요한 것일까에 대한 생각부터 해야 할 필요가 있다. 

그럼 먼저, 컨테이너를 알기 위해서는 VM 개념을 알아야 한다.

그리고 VM 개념을 알기 위해서는 OS와 Kernel 개념을 알아야 한다.

컴퓨터 내부의 모습>

2. 가상 머신이란.

IBM 주도 자바 기반의 오픈 소스 프로젝트로 IDE(통합개발환경)의 대표적인 자바 개발 프로그램이다

프로그래밍을 하려면 코드를 작성하고, 저장하고 컴파일 및 디버깅을 도와주는 통합 개발 환경(Integrated Development Enviornment, IDE)이 필요하다. 현재 다양한 IDE가 존재하지만 자바 개발자에게 가장 사랑받는 IDE로 ‘이클립스’를 빼놓을 수 없다.

 이클립스의 가장 최신 버전은 ‘네온(Neon)’이다. 

네온은 PHP, 자바스크립트, 도커, 사물인터넷(IoT) 등을 위한 기술을 지원해 웹, 인프라 등 다양한 산업 분야에 쓰일 수 있다. 

클라우드 IDE ‘체(Che)’는 따로 프로그램을 설치하지 않고 웹브라우저에서 바로 이클립스를 이용할 수 있는 서비스다.

아파치 메이븐(Apache Maven)은 자바용 프로젝트 관리 도구이다. 아파치 앤트의 대안으로 만들어졌다. 아파치 라이선스로 배포되는 오픈 소스 소프트웨어이다. 

스위프트는 iOS와 OS X 운영체제에 최적화된 프로그래밍 언어다. 

과거 iOS나 OS X 앱을 개발하기 위해선 ‘오브젝티브 C’라는 언어를 이용해야 했다. 기존 C언어에 ‘오브젝티브(Objective, 객체지향)’의 성격을 섞은 언어였다.

자바스크립트는 1995년 미국의 넷스케이프 커뮤니케이션즈(Netscape Communications)에서 처음 개발되었다. 자바스크립트 표준은 1996년 11월부터 유럽 컴퓨터 제조업자 협회(ECMA: European Computer ManufacturersAssociation) 기술위원회 39(TC-39)에서 에크마스크립트(ECMAScript, ECMA-262)라는 이름으로 개발되었다. 최신 표준은 2017년 6월에 제정된 ECMAScript 2017이며, 2015년부터 1년에 한 번씩 새로운 버전의 ECMAScript를 공개하고 있다.

HTML 문서의 정적이고 단조로운 한계를 극복하기 위해 넷스케이프(Netscape)사가 만든 livescript가 그 이름을 달리 한 것으로서 브라우저 자체에 내장된 해석기능을 이용한 클라이언트(client) 기반의 일종의 스크립트 언어이다. 작고도 빠르기 때문에 웹문서를 동적으로 꾸밀 때 가장 널리 쓰인다.

즉, 웹 페이지에서 사용자로부터 특정 이벤트나 입력 값을 받아 동적인 처리를 목적으로 고안된 객체 기반의 스크립트 프로그래밍 언어이다.