Rio's 개발일지

네트워크는 컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 구축하는 연결망을 지칭하는 용어이다.

네트워크란 노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미한다.

• 노드 (node) : 컴퓨터 네트워크를 구성하는 기기 1개, 즉 네트워크에 연결되어 있는 1개의 기기를 의미한다.
  예를 들어 네트워크 상에 다양한 서비스를 제공하고 있는 서버나 네트워크에 연결되어 있는 
  프린터, 전화기 등도 노드(node)라고 볼 수 있다. (서버, 라우터, 스위치 등)
  
  
• 링크(link) : 노드와 노드는 연결하는 케이블이다. 혹은 엣지(edge)라고도 부른다.
  엄밀히 말하자면 엣지는 링크 중에서도 다른 네트워크와의 경계선에 있는 부분을 일컫는다. (유선 연결, 무선 연결)

링크(엣지)와 노드를 합쳐서 1개의 네트워크가 완성된다.

네트워크를 구축할 때는 '좋은' 네트워크로 만드는 것이 중요하다.

좋은 네트워크란

많은 처리량을 처리할 수 있으며

지연 시간이 짧고

장애 빈도가 적으며 

좋은 보안을 갖춘
네트워크를 말한다.

•  처리량 
  처리량은 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 말하며 보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타낸다.
  ' 많은 트래픽을 처리한다 = 많은 처리량을 가진다. ' 
  https://rio0205.tistory.com/15 

       단위로는 bps(bits per second)를 쓴다. <초당 전송 또는 수신되는 비트의 수라는 의미이다.>
       처리량은 사용자들이 많이 접속할 때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치 간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러,

       장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받는다.

       트래픽은 특정 시점에 링크 내에 '흐르는' 데이터의 양을 말한다.

       - 트래픽이 많아졌다. = 링크에 흐르는 데이터가 많아졌다.
       - 처리량이 많아졌다. = 처리되는 트래픽이 많아졌다.

• 지연 시간 
  지연 시간이란 요청이 처리되는 시간을 말하며 어떤 메시지가 두 장치 사이를 왕복하는 데 걸린 시간을 의마한다.

네트워크 토폴로지와 병목 현상

네트워크 토폴로지란 

간단하게는 네트워크를 설계할 때 고려하는 부분인데 노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미한다.

즉, 네트워크의 물리적 연결 형태를 의미하는 용어다.
통신에 참여하는 컴퓨터와 리피터, 라우터, 허브와 같은 네트워크 장비들이 어떤 형태로 연결되어 있는지를 의미하는 것이다.
네트워크 포톨리지는 크게 버스형(LAN), 링형, 스타형(성형, 전화교환망) 등이 있다.

1. 트리형 

트리 토폴로지는 계층형 토폴로지라고 하며 트리 형태로 배치한 네트워크 구성을 말한다. (케이블TV)

• 장점 : 노드의 추가, 삭제가 쉽다. 즉, 관리와 확장이 용이하다. 
• 단점 : 특정 노드에 트래픽이 집중될 때 하위 노드에 영향을 끼칠 수 있다. 또한 중앙 노드가 고장나면 통신을 할 수 없다.
           단방향으로만 가능하다(일방적으로 데이터를 넘긴다.. 케이블티비로 일방적으로 데이터 받자나요..)

2. 버스형 

버스형 토폴리지는 중양 통신 회선 하나에 여러 개의 노드가 연결되어 공유하는 네트워크 구성을 말한다. (LAN)

• 특징 : 1개의 통신회선에 여러 개의 단말접속이 가능하며, 신뢰성고 유연성이 높고 광범위한 기기의 처리가 가능하다.
• 장점 : 하나의 통신회선을 여러 단말이 공유한다. 때문에 물리적 구조가 간단하고, 단말의 추가와 삭제가 쉬우며
  단말의 고장이 통심망에 영향을 주지 않는다. 경로제어 또한 불필요하다.
• 단점 : 기밀성을 제공하지 못한다 (스니핑?? 스푸핑?? 문제발생). 통신회선길이가 제한된다(유선연결). 우선순위제어가 어렵고,
  광섬유 전송매체를 사용할 수 없다.(Tapping 문제), 단말이 고장나면 찾기가 어렵다.

3. 스타형 (성형)

스타 토폴로지는 중앙에 있는 노드에 모두 연결된 네트워크 구성을 말한다. (전화망, 은행 C/S)

• 특징 : 높은 신뢰성, 중앙 집중 제어용(고도의 신뢰성을 갖는 중앙 노드가 필요하다)
  각 컴퓨터에서 나온 케이블 세그먼트가 허브라는 중앙 구성요소에 연결된다.
  데이터 전송제어를 중앙제어기가 담당하기 때문에 스테이션의 부하가 적은 편이다.
• 장점 : 중앙집중제어로 유지와 관리가 편하다. 고장 발견이 쉽고, 통신의 기밀성을 제공한다.
  한 컴퓨터가 고장나더라도 다른 통신에 영향을 주지않는다.
• 단점 : 중앙교환기가 고장이 나면 모두 통신이 마비된다. 단말의 증가에 따라 회선이 증가한다.(비용 많이듬)
  회선의 효율성이 감소한다.(단말기가 쉴때도 점유하고 있다.
  중앙 제어장치에 각 노드들이 점 대 점 방식으로 연결되어 있는 구조이므로, 케이블 비용이 많이들며 다수의 케이블로 인해
  네트워크 설치비용이 많이 든다.
  또한, 네트워크에서 노이즈가 다소 많이 발생한다.

4. 링형 (행정관련)

링형 토폴로지는 각각의 노드가 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리처럼 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식

• 특징 : 토큰링(Token Ring)이라고도 하며, 광섬유 사용 성능이 제일 우수하다.
  한 번에 하나의 컴퓨터에 데이터를 전송하기 때문에 사용 경쟁이나 충돌이 발생하지 않으며,
  케이블 트래픽이 쌓여 재전송을 해야하는 경우가 발생하지 않는다.
• 장점 : 공평성 (대역폭이 부족할 시 공평하게 나눠쓰도록 알고리즘이 맞춰져 있다.)
  고장발견이 쉽고 전송로의 길이를 가장 짧게 할 수 있다.
• 단점 : 단말마다 중계하므로 단말이 고장 시 전체 망 고장위험이 있다. (그래서 예비링이 추가되어 이중링 형식으로 되어있다.)
  회선이 공유되기에 보안성 제공이 어렵다.
  기기의 수와 데이터 유형이 제한 받는다.

5. 메쉬형(망형) 

메시 토폴리지는 망형 토폴리지라고도 하며 그물망처럼 연결되어 있는 구조이다. (인터넷)

• 특징 : 라우팅(그림의 빨간색<라우터>)이 필요하며, 단말기 또는 컴퓨터를 다른 모든 단말기와 서로 연결시킨 형태이다.
• 장점 : 여러 경로로 데이터를 보낼 수 있다. 트래픽 분산제어가 가능하고, 신뢰성이 있다.
  집중/분산 장애 시 우회가 가능하다.
• 단점 : 고도의 라우팅 기술이 필요하다. OAM(운영 관리 보수 서비스)이 필요하고,
  통신회선의 수요가 크다, 단말의 추가가 어렵다.
  
  

병목 현상

네트워크의 구조라고도 일컫는 토폴로지가 중요한 이유는 병목 현상을 찾을 때 중요한 기준이 되기 때문이다.

왼쪽 그림에서 병목 현상이 발생했을때 네트워크가 어떤 토폴로지를 갖는지, 또한 어떠한 경로로 이루어져 있는지 알아야
병목 현상을 해결할 수 있다.

네트워크의 분류 

네트워크는 규모를 기반으로 분류할 수 있다.
사무실과 개인적으로 소유 가능한 규모인 LAN (Local Area Network)

서울시 등 시 등의 규모인 MAN (Metropolitan Area Network)

세계 규모의 WAN (Wide Area Network)

• LAN : 근거리 통신망을 의미하며 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영된다.
  전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않다.
• MAN : 대도시 지역 네트워크를 나타내며 도시 같은 넓은 지역에서 운영된다.
  전송 속도는 평균이며 LAN보다는 더 많이 혼잡하다.
• WAN : 광역 네트워크를 의미하며 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영된다.
  전송 속도는 낮으며 MAN보다 더 혼잡하다.

애플리케이션 코드상에는 전혀 문제가 없는데 사용자가 서비스로부터 데이터를 가져오지 못하는 상황이 발생되기도 하며,
이는 네트워크 병목 현상일 가능성이 있다.

네트워크 병목 현상의 주된 원인은 다음과 같다.

1. 네트워크 대역폭
2. 네트워크 토폴로지
3. 서버 CPU, 메모리 사용량
4. 비효율적인 네트워크 구성

이때는 네트워크 관련 테스트와 네트워크와 무관한 테스트를 통해 '네트워크로부터 발생한 문제점'인 것을 확인한 후 
네트워크 성능 분석을 해봐야 한다.

Ping (Packet Internet Groper)

네트워크 상태를 확인하려는 대상 노드를 향해 일정 크기의 패킷을 전공하는 명령어이다.

해당 노드의 패킷 수신과 도달하기까지의 시간 등을 알 수 있으며,

해당 노드까지 네트워크가 잘 연결되어 있는지 확인할 수 있다.

Ping은 TCP/IP 프로토콜 중에 ICMP 프로토콜을 통해 동작하기에

ICMP 프로토콜을 지원하지 않거나 traceroute를 차단하는 대상의 경우 ping 테스팅은 불가능하다.

netstat 

netstat 명령어는 접속되어 있는 서비스들의 네트워크 상태를 표시하는 데 사용되며
네트워크 접속, 라우팅 테이블, 네트워크 프로토콜 등 리스트를 보여준다.
주로 서비스의 접속 포트가 열려 있는지 확인할 때 쓴다.

nslookup

DNS에 관련된 내용을 확인하기 위해 쓰는 명령어이다.
특정 도메인에 매핑된 IP를 확인하기 위해 사용한다.

tracert

윈도우에서는 tracert 이고, 리눅스 환경에서는 traceroute 이라는 명령어이다.

이것은 목적지 노드까지 네트워크 경로를 확인할 때 사용하는 명령어이다.

목적지 노드까지 구간들 중 어느 구간에서 응답 시간이 느려지는지 등을 확인할 수 있다.

MVC 패턴은 모델(Model), 뷰(View), 컨트롤러(Controller)로 이루어진 디자인 패턴이다.

애플리케이션 구성 요소를 세 가지 역할로 구분하여 개발 프로세스에서 각각의 구성 요소에만
집중해서 개발 할 수 있다.

재사용성과 확장성이 용이하다는 장점이 있지만
애플리케이션이 복잡해질수록 모델과 뷰의 관계가 복잡해지는 단점이 있다.

• 모델(Model)
  모델은 애플리케이션의 데이터인 데이터베이스, 상수, 변수를 뜻한다.
  - 사용자가 편집하길 원하는 모든 데이터를 가지고 있어야 한다.
  - 뷰나 컨트롤러에 대해서 어떠한 정보도 알지 말아야 한다.
  - 변경이 일어나면, 변경 통지에 대한 처리방법을 구현해야 한다.
  
  
• 뷰(View)
  뷰는 inputbox, checkbox, textarea 등 사용자 인터페이스 요소를 보여주는 부분이다.
  모델이 가지고 있는 정보를 따로 저장하지 않아야 하며 단순히 화면만 표시해주는 부분이다.
  - 모델이 가지고 있는 정보를 따로 저장해서는 안된다.
  - 모델이나 컨트롤러와 같이 다른 구성 요소를 몰라야 한다.
  - 변경이 일어나면, 변경 통지에 대한 처리방법을 구현해야 한다.
  
  
• 컨트롤러(Controller)
  컨트롤러는 하나 이상의 모델과 하나 이상의 뷰를 잇는 다리 역할을 하며
  이벤트 등 메인 로직을 담당한다. 또한, 모델과 뷰의 생명주기도 관리하며,
  모델이나 뷰의 변경 통지를 받으면 이를 해석해서 각각의 구성요서에 해당 내용을 알려준다.
  - 모델이나 뷰에 대해서 알고 있어야 한다.
  - 모델이나 뷰의 변경을 모니터링 해야한다.

MVC 패턴을 사용하면 비즈니스 로직과 UI로직을 분리하여 유지보수를 독립적으로 수행가능하고

애플리케이션의 확장, 유연성에 유리하고 중복 코딩의 문제점을 제거해줄 수 있으나

컨트롤러에 의해서 뷰에 연결될 수 있는 모델도 여러 개가 될 수 있어 뷰와 모델이 의존성을 띄게 된다.

MVP 패턴

MVP 패턴은 MVC 패턴으로부터 파생되었으며 MVC에서 C에 해당하는 컨트롤러가 프레젠터(presenter)로 교체되었다.

• Presenter
  프레젠터는 View를 통해 사용자로 부터 입력받은 후, Model의 도움을 받아 데이터를 처리하고
  결과를 다시 View로 전달한다.
  프레젠터는 Model를 조작하고 View도 업데이트 한다.
  MVC 패턴에서는 컨트롤러에 의해 Model 과 View가 의존성을 띄게 되었는데
  프레젠터를 만듬으로써 이 부분을 보완했다.
  즉, View 와 Presenter는 서로 완전히 분리되어, 인터페이스를 통해 통신한다.
  (근데 View 랑 Presenter는 서로 의존함.. 음.. 그럼 구지?)

또한 MVP 패턴을 사용하면 단위 테스트가 훨씬 쉬워진다.

MVVM (Model - View - ViewModel)

MVVM 패턴에서는 뷰와 뷰 모델 사이의 양방향 데이터 바인딩을 발견할 수 있다.
뷰 모델 안에서 그리고 뷰에게 수정사항들을 자동적으로 이동시킨다.

• View Model
  뷰 모델의 책임 중 하나는 메서드와 함수들을 나타내는 것이다.
  모델을 작동하기 위한 명령을 나타내고, 뷰의 상태를 유지시키고, 뷰의 이벤트를 활성화시킨다.

MVVM 패턴의 장점
MVVM 패턴을 사용하면 적절한 방법으로 구현되었다는 전제 하에, 모든 내부적, 외부적 의존성을 
코어 로직을 포함한 코드로부터 유지하기에 테스트가 용이하다.
또한 확장성과 동시에 유지보수성도 얻게 되고, 뷰를 추상화해서 만든 패턴이기에
비지니스 로직 뒤에 있는 코드가 줄어들고 로직과 프레젠테이션 계층이 느슨하게 결합된다.
추가적으로 어설픈 UI 자동화 도구 없이 테스트가 가능하다.

노출모듈 패턴은 즉시 실행 함수를 통해 private, public 같은 제어자를 만드는 패턴을 말한다.

자바스크립트는 private 나 public 같은 접근 제어자가 존재하지 않고 전역 범위에서 스크립트가 실행된다.

그렇기 때문에 노출모듈 패턴을 통해 private 나 public 접근 제어자를 구현하기도 한다.

여기서 a 와 b는 다른 모듈에서 사용할 수 없는 private 이고,

c 와 d 는 다른 모듈에서 사용할 수 있는 public 임을 알 수 있다.

tip.

• public : 클래스에 정의된 함수에서 접근 가능하며 자식 클래스와 외부 클래스에서 접근 가능한 범위
• protected : 클래스에 정의된 함수에서 접근 가능, 자식 클래스에서 접근 가능하나 외부 클래서는 접근 되지 않는다.
• private : 클래스에 정의된 함수에서 접근이 가능하지만 자식 클래스와 외부 클래스에서 접근이 불가능하다.

이터레이터 패턴은 이터레이터를 사용하여 컬렉션의 요소들에 접근하는 디자인 패턴이다.
이를 통해 순회할 수 있는 여러 가지 자료형의 구조와는 상관없이
이터레이터라는 하나의 인터페이스로 순회가 가능하다.

즉, 이터레이터 패턴은
접근기능과 자료구조를 분리시켜서 객체화한다.
서로 다른 구조를 가지고 있는 저장 객체에 대해서 접근하기 위해서

인터페이스를 통일시키고 싶을 때 사용하는 패턴이다.

예시로

여기서 arr의 타입인 int 가 아닌 다른 자료 구조로 바뀐다면 이 반복문은 수정되어야 한다.
이터레이터는 이러한 자료구조에 상관없이 객체 접근 방식을 통일시키고자 할 떄 사용된다.

물론 for문으로 할 수 있는 것을 굳이 Iterator 패턴으로 사용하는 가장 큰 이유는
하나씩 꺼내서 처리하는 과정을 구현과 분리 할 수 있기 때문이다.

캡슐화는 덤 ㅎㅎ

단순히 순회만 하는 구현의 경우 이터레이터를 사용하면 복잡도가 커질 수 있으니
상황에 맞춰 사용하면 되겠다.

프록시 패턴은 대상 객체에 접근 하기전 그 접근에 대한 흐름을 가로채 객체 앞단의 인터페이스 역할을 하는 디자인 패턴이다.

이를 통해 객체의 속성, 변환 등을 보완하며 보안, 데이터 검증, 캐싱, 로깅에 사용한다.

Tip.

프록시 서버에서의 캐싱
캐시 안에 정보를 담아두고, 캐시 안에 있는 정보를 요구하는 요청에 대해 다시 저 멀리 있는 원격 서버에 요청하지 않고
캐시 안에 있는 데이터를 활용하는 것을 말한다.
이를 통해 불필요하게 외부와 연결하니 않기 때문에 트래픽을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

프록시 서버는 서버와 클라이언트 사이에서 클라이언트가 자신을 통해 다른 네트워크 서비스에 간접적으로 
접속할 수 있게 해주는 컴퓨터 시스템이나 응용 프로그램을 가리킨다.

옵저버 패턴(observer pattern) 은 주체가 어떤 객체(subject)의 상태 변화를 관찰하다가
상태 변화가 있을 때마다 메서드 등을 통해 옵저버 목록에 있는 옵저버들에게 변화를 알려주는 디자인 패턴이다.

여기서 주체란 객체의 상태 변화를 보고 있는 관찰자이며, 옵저버들이란 이 객체의 상태 변화에 따라
전달되는 메서드 등을 기반으로 '추가 변화 사항'이 생기는 객체들을 의미한다.

대표적으로 트위터가 있다.
또한, 옵저버 패턴은 주로 이벤트 기반 시스템에 사용하며 MVC 패턴에도 사용된다.

옵저버 패턴의 장단점

옵저버 패턴은 변경 사항이 생겨도 무난히 처리할 수 있는 유연한 객체지향 시스템을 구축할 수 있다.
상호의존성을 최소화 할 수 있기 때문이다.
예를들어 객체의 상태변경을 주기적으로 감지하지 않더라도 데이터를 받아온다.

하지만 옵저버 패턴을 사용하게 되면 복잡도가 증가하며 하나하나의 오브젝트를 등록하고 해제하는 과정또한 필요하다.

등록되어 있는 오브젝트는 해지하지 않으면 계속 쌓이는데 이는 가비지컬렉터의 대상이 되지않아
메모리누수가 발생하게 된다. 이를 방지하기위해 unregister 메소드를 구현해 해결할 수는 있다.

자바 : 상속과 구현 

상속은 자식 클래스가 부모 클래스의 메서드 등을 상속받아 사용하며 자식 클래스에서 추가 및 확장을 할 수 있는 것을 말한다.
이로 인해 재사용성, 중복성의 최소화가 이루어진다.

구현(implements)은 부모 인터페이스를 자식 클래스에서 재정의하여 구현하는 것을 말하며,
상속과는 달리 반드시 부모 클래스의 메서드를 재정의하여 구현해야 한다.

상속과 구현의 차이 

상속은 일반 클래스, abstract  클래스를 기반으로 구현하며, 구현은 인터페이스를 기반으로 구현한다.

전략 패턴은 정책 패턴(policy pattern)이라고도 하며,
객체의 행위를 바꾸고 싶은 경우 '직접' 수정하지 않고 전략이라고 부르는 '캡슐화한 알고리즘'을 컨텍스트 안에서
바꿔주면서 상호 교체가 가능하게 만드는 패턴이다.

우리가 어떤 것을 구매할 때 네이버페이, 카카오페이 등 다양한 방법으로 결제하듯이 어떤 아이템을 살 때 

결제 '전략'만 바꿔서 두 가지 방식으로 결제하는 것처럼 말이다.

전략 패턴의 장점 으로는 
예를 들어 전략 패턴을 사용하지 않았을때는 단순히 하나의 클래스에 if~else if로 구분지어야 했고, 프로그램이 복잡한 로직이라면
코드를 추가할 때 단순히 복사 붙여넣기로 처리하게 되는데 추후에 관리가 굉장히 어려워지는 것을
클래스 별로 나누어 컨텍스트 코드의 변경 없이 새로운 전략을 추가 할 수 있다는 점이다.
즉, 요구사항이 변경되었을 때 기존의 코드를 변경하지 않아도 되고 새로운 전략에 대해서는 새로운 클래스를 통해 관리하기 때문에
OCP의 원칙을 준수할 수 있다. (소프트웨어 개체의 행위는 확장할 수 있어야 하지만, 이때 개체를 변경해서는 안 된다)

전략 패턴의 단점은

간단히 설명했을 때 컨텍스트에 적용되는 알고리즘의 수가 적다면 클래스를 많이 나누어 관리하는 것보다
하나의 클래스에서 분기를 타는게 더 편하다. 

팩토리 패턴 은 객체를 사용하는 코드에서 객체 생성 부분을 떼어내 추상화한 패턴이자

상속 관계에 있는 두 클래스에서 상위 클래스가 중요한 뼈대를 결정하고,
하위 클래스에서 객체 생성에 관한 구체적인 내용을 결정하는 패턴이다.

상위 클래스와 하위 클래스가 분리되기 때문에 느슨한 결합을 가지며 상위 클래스에서는

인스턴스 생성 방식에 대해 전혀 알 필요가 없기 때문에 더 많은 유연성을 가지게 된다.
그리고 객체 생성 로직이 따로 떼어져 있기 때문에 코드를 리팩터링 하더라고 한 곳만 고칠 수 있다.

CoffeeFactory라는 상위 클래스가 중요한 뼈대를 결정하고 하위 클래스인 LatteFactory가 구체적인 내용을 결정한다.

참고로 이는 의존성 주입이라고도 볼 수 있다.

CoffeFactory에서 LatteFactory의 인스턴스를 생성하는 것이 아닌 LatteFactory에서 생성한 인스턴스를
CoffeFactory에 주입하고 있기 때문이다.