[데이터 통신] 네트워크 성능, 대역폭, 처리율, 지연

지금까지 네트워크를 통해 데이터를 전송하는 신호와 신호의 작동 방법에 대해 알아봤다. 그러나 네트워킹에서 중요한 문제는 성능이다. 얼마나 좋은지 성능을 측정하는 방법에 대해 알아보자.

 

대역폭 ( Bandwidth ) 

대역폭은 Hz(헤르츠)와 bps를 측정할 때 사용한다.

 

Hz(헤르츠) 단위의 대역폭.

복합 신호에 포함된 주파수 범위 또는 채널이 통과할 수 있는 주파수 범위이다. 예를 들어 가입자 전화선의 대역폭이 4kHz 말할 수 있다.

 

초당 비트 단위(bps)의 대역폭

채널, 링크 또는 네트워크가 전송할 수 있는 초당 비트 수이다. 예를 들어 Fast Ethernet의 네트워크(혹은 링크)의 대역폭이 최대 100Mbps라고 말할 수 있다. (네트워크가 100Mbps를 전송할 수 있다는 말)

 

 

 

처리율 ( Throughput )

처리율은 어떤 지점을 데이터가 얼마나 빠르게 지나가는 가를 측정하는 것이다. 이는 대역폭과 비슷해보일 수 있지만 다른 특징을 지닌다.

대역폭은 링크의 잠재적인 측정값(상한)이고 처리량을 우리가 얼마나 빠르게 보낼수 있는지에 대한 실제 측정값이다. 

링크는 B bps의 대역폭을 가질 순 있지만, 실제론 T 정도만 보낼 수 있다. 

때문에 처리율은 대역폭보다 항작 느리다( B > T)

예를 들어 대역폭이 1Mbps인 링크가 있다고 하자. 링크 끝에 연결된 장치는 200kbps만 처리할 수 있다면 이 링크를 통해 200kbps이상은 보낼 수 없다.

 

문제1 대역폭이 10Mbps인 네트워크가 분당 평균 12000 프레임을 전달할 수 있으며 각 프레임은 평균 10000비트를 전달한다. 이때 네트워크의 처리량은 얼마인가?

 

 

 

 

 

지연 ( Latency )

대기 시간이라고도 불리는 지연시간은 전체 메시지가 대상에 완전히 도착하는 데 걸리는 시간이다. 즉, 첫 번째 비트가 발신지에서 목적지로 전송되는 순간부터 도달할 때까지 소요된 모든 시간이다.

지연 = 전파 시간  + 전송 시간 + 큐 시간 + 처리 시간

• 전파 시간 : 발신지~목적지까지 이동하는 시간. 거리/전파속도
• 전송 시간 : 첫번 째 비트와 마지막 비트의 시간 차이. 메시지 길이 / 대역폭
• 큐 시간 : 메세지를 처리하기 위해 메시지를 대기시키는 시간. 이는 네트워크 부하에 따라 다름. 라우터와 같은 중간 장치는 도착한 메시지를 대기열(큐)에 넣고 하나씩 처리한다.
• 처리 시간 : 프로토콜에 의해 처리되는 시간. 경로를 만들고 선택하는 과정에서 필요한 시간이다.