[컴퓨터통신] 네트워크의 성능 평가 기준

목차 (OPEN)

• 📑 들어가며
• 🟥 대역폭(Bandwidth) ― 단위 시간 동안 보낼 수 있는 데이터의 양
• 🟧 지연 시간(Delay) ― 데이터가 도착하는 데 걸리는 시간
• 🟨 네트워크 파이프 개념: Delay × Bandwidth
• 🟩 망 관점 vs 사용자 관점
• 🟦 병목
• 📚 결론

 

 

 

 

📑 들어가며

인터넷을 사용할 때 “빠르다”, “느리다”라는 표현을 자주 쓰는데, 이러한 인터넷 성능은 무엇으로 결정될까?

 

많은 사람들이 단순히 “속도”라고 생각하지만,

사실 네트워크 성능은 대역폭과 지연 시간이라는 두 가지 핵심 요소로 평가할 수 있다.

 

따라서 이번 포스팅에서는 대역폭, 소요 시간(지연 시간), 그리고 네트워크가

데이터를 어떻게 처리하는지에 대해서 단계별로 알아보고자 한다..

 

 

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🟥 대역폭(Bandwidth) ― 단위 시간 동안 보낼 수 있는 데이터의 양

대역폭은 1초에 얼마나 많은 데이터를 보낼 수 있는가를 나타낸다.

예를 들어서 대역폭이 1Mpbs라면, 1초에 1,000,000 bit를 전송할 수 있다는 의미이다.

 

그렇다면 이러한 데역폭이 커지면 어떻게 될까?

당연히 같은 1초 안에 더 많은 비트를 전송할 수 있게 될 것이다.

그리고 이는, 곧 비트 사이의 간격이 좁아진다는 의미이다.

 

 

또한, 대역폭이 크다고 해서 항상 인터넷 체감 속도가 빠른 것은 아니다.

예를 들어서 위성 통신은 처리량(한 번에 보낼 수 있는 양)은 매우 크지만,

신호가 지구와 우주 사이를 왕복해야 하기 때문에 속도는 매우 느리다.

 

따라서 많이 보낼 수 있는 것(대역폭)과 빨리 도착하는 것(지연 시간)은 서로 다른 개념임에 주의해야 한다.

 

 

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🟧 지연 시간(Delay) ― 데이터가 도착하는 데 걸리는 시간

지연 시간은 데이터를 보낸 지점에서 도착 지점까지 도착하는 데 걸리는 시간을 의미한다.

 

다른 요소들은 모두 제외하고, '전송 지연 시간'만을 알아본다고 했을 때,

기본적인 계산 방식은 소요 시간 = 데이터의 크기 / 대역폭 이다.

 

따라서 예를 들어서 10Mbit의 데이터를 5Mbps 대역폭으로 보낼 경우,

전송 시간은 10 / 5 = 2초가 된다.

 

 

다음으로, 왕복 지연 시간(RTT)이라는 개념이 있는데,

이는 요청을 보내고 응답이 돌아올 때까지 걸리는 시간을 의미한다.

그리고, 우리가 일반적으로 인터넷에서 체감하는 '속도'라는 개념이 바로 이것이다.

(내 PC에서 서버로 요청이 가는 시간 + 서버에서 내 PC로 응답이 오는 시간 = 우리가 체감하는 인터넷 속도니까 !)

 

 

마지막으로, 이러한 지연 시간은 아래의 요소들이 모두 더해져서 만들어진다.

• 전파 지연: 거리를 이동하는 데 걸리는 시간
• 전송 시간: 데이터를 링크에 밀어 넣는 데 걸리는 시간
• 큐잉 지연: 라우터·스위치 대기열에서 기다리는 시간
• 처리 지연: 장비가 패킷을 분석하고 처리하는 시간

이걸 보면 알 수 있듯이, 중간 장비가 많아질수록 지연 시간은 증가할 수밖에 없다.

 

 

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🟨 네트워크 파이프 개념: Delay × Bandwidth

네트워크 성능을 분석할 때, delay × bandwidth라는 중요한 지표가 있다.

이는 어떤 순간에 네트워크 선로를 흘러가고 있는 데이터의 양을 의미한다.

 

 

계산 방법은 단순히 Delay와 Bandwidth를 곱해주면 된다.

예를 들어 지연 시간을 100ms(0.1초)라 하고, 대역폭을 45Mbps라고 가정해보면,

어떤 순간에서 네트워크 선로 안에는 0.1s * 45Mbps = 45Mbit = 560KB의 데이터가 흐르고 있는 것이다.

 

그리고 위 식을 통해 알 수 있는 것은,

대역폭이 커지면 더 많은 데이터가 동시에 흐르고,

지연이 길어지면 데이터가 선로 안에 더 오래 머물기 때문에

두 값이 커질수록 네트워크 파이프 안의 데이터량도 커진다는 점이다.

 

 

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🟩 망 관점 vs 사용자 관점

그러면 위에서 본 네트워크 파이프 개념을 망 관점과 사용자 관점에서 분석해보면 어떨까?

 

• 망 관점
  • 망 관점에서는 링크가 쉬지 않고 바쁘게 일해야 효율적이다.
  • 즉, 링크 안에 데이터가 가득 차 있고, 계속 흘러가고 있는 상태가 가장 이상적이다.
  • 따라서 대역폭이 크거나 지연 시간이 길어져서 데이터가 파이프 안에 오래 머물수록
    오히려 더 효율적이라고 판단하게 된다.
• 사용자 관점
  • 사용자는 페이지가 얼마나 빨리 열리는가, 동영상이 끊기지 않는가 등이 더 중요하다.
  • 따라서 사용자가 체감하는 속도는 대부분 왕복 지연 시간(RTT)에 의해 결정된다.
  • 결과적으로 앞서 살펴본 위성 통신의 사례와 같이,
    대역폭이 매우 크더라도, RTT가 길어지면 느리다고 느끼게되는 것이다.

 

 

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🟦 병목

과게어는 대역폭(선로 자체)이 부족해서 병목이 생겼다고 한다.

 

그러나 오늘날에는 기술이 발전하면서 링크의 대역폭이 매우 커졌고,

그 결과 병목은 오히려 라우터나 스위치 등 노드의 처리 속도로 인해 발생하게 된다.

(즉, 패킷을 처리하는 소프트웨어와 하드웨어의 성능이 지연의 주요 원인이 되는 경우가 많아진 것이다.)

 

 

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📚 결론

이번 내용을 정리하면서, 우리가 평소에 말하는 “인터넷이 빠르다”는 표현이

사실은 단순한 속도의 문제가 아니라 대역폭과 지연 시간이라는 두 가지 기준으로 나누어 생각해야 하는 것임을 알게 되었다.

 

또한, 그동안은 대역폭이 크면 무조건 빠를 것이라고 막연하게 생각했는데,

실제로는 지연 시간이 조금만 길어져도 체감 속도가 크게 떨어질 수 있다는 점이 특히 인상적이었다.