네트워크(Network), 처리량(Throughput)과 지연 시간(Latency)

2025. 3. 28. 15:29·Computer Science/Network

1. 네트워크(Network)

- 서로 연결된 것들의 집합

- 즉, 컴퓨터 등의 장치들이 통신 기술을 이용하여 서로 리소스를 공유하는 집합


2. 노드(Node)

- 네트워크에 연결된 모든 장치

- 즉, 데이터를 보내거나 받는 역할을 하는 주체

- ex) 컴퓨터, 서버, 라우터, 프린터 등


3. 링크(Link)

- 노드와 노드를 연결하는 통신 경로

- 즉, 노드 간 데이터가 지나다니는 길

- ex) 유선, 무선


4. 노드 vs 링크

- 노드(Node)는 점이라면 링크(Link)는 선이다.

 

- ex) 🧑‍💻내 컴퓨터(노드) <-> 인터넷 케이블(링크) <-> 🌐공유기(노드) <-> 와이파이(링크) <-> 📱스마트폰(노드)


5. 처리량(Throughput)

- 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양

- 즉, 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타낸다 > '많은 트래픽을 처리한다 = 많은 처리량을 가진다' 


5-1. 처리량의 단위

*비트(bit): 컴퓨터에서 가장 작은 데이터 단위 > 0 또는 1

bps(bit per second): 1초에 몇 개의 비트를 전송하는지 > 1bps = 1비트

> ex)  거의 안쓰이고 Kbps, Mbps, Gbps처럼 단위를 키워서 사용

 

Mbps(Megabit per second): 1초에 몇 백만 비트를 전송하는지 > 1Mps = 1,000,000비트/초

> ex) 주로 인터넷 속도 측정에 사용

 

MB/s(Megabyte per second): 1초에 몇 메가바이트를 전송하는지 > 1MB = 8 Megabits

> ex) 주로 파일 다운로드 속도나 저장장치(SSD, USB)의 읽기/쓰기 속도 측정에 사용


5-2. 대역폭(Bandwidth)

- 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수

- 즉, 한번에 얼마나 많은 데이터를 보낼 수 있는지


5-3. 처리량 vs 대역폭 

- 처리량은 실제 속도 

- 대역폭은 가능한 최대 속도

 

> 대역폭이 크다고 무조건 속도가 빠르진 않음 -> 실제로 얼마나 잘 보내는지는 처리량이 결정


5-4. 트래픽(Traffic)

- 네트워크에서 서버나 장치가 주고받는 데이터의 양 or 흐름

- 즉, 트래픽은 인터넷에서 움직이는 데이터이다.

 


5-5. 트래픽 vs 처리량

- 처리량은 1초에 얼마만큼 데이터를 보냈는지 > 속도

- 트래픽은 전체적으로 얼마나 많은 데이터가 오갔는지 > 양

 

> 트래픽이 많아졌다 = 흐르는 데이터가 많아졌다.

> 처리량이 많아졌다 = 처리되는 트래픽이 많아졌다.


6. 처리량 vs 대역폭 vs 트래픽

개념 의미 느낌쓰 단위 예시
대역폭 한번에 보낼 수 있는 최대 용량 고속도로 차선의 수 Mbps, Gbps 등
처리량 실제로 보낸 데이터의 속도 실제로 지나가는 자동차의 수 Mbps, MB/s 등
트래픽 어느 기간 동안 왔다간 전체 데이터의 양 고속도로르 하루 종일 지나간 차의 수 GB/day, TB/month

 

" 지금 얼마나 빠르냐 ?? " = 처리량(속도) = " 지금 이만큼 보내고 있어!!"

 

" 최대 얼마까지 가능해?? " = 대역폭(최대 용량) = " 나 이만큼 보낼 수 있어 !!"

 

"얼마나 썼어??" = 트래픽(양) = " 오늘 이만큼 보냈어 !!"


7. 지연시간(Latency)

- 내가 보낸 요청이 도착하고, 응답이 돌아오기까지 걸리는 시간 > 요청 시간 + 응답 시간 = 지연시간

- 즉, 요청이 처리되는 시간

- ex) 단위는 ms(millisecond)를 주로 사용하며 1초 = 1000ms / 1ms = 0.001초 이다.


8. 지연시간에 영향을 주는 요소들

1. 매체 타입(유선 vs 무선)

> 데이터가 지나가는 길이 어떤 방식인지?

  • 유선: 랜선, 광케이블 > 전기 or 광신호로 빠르게 전송됨 > 보통 지연시간이 낮음
  • 무선: Wi-Fi, LTE, 5G 등 > 전파로 주고받아서 간섭이나 전파 손실 가능성이 있음 > 지연이 생기기 쉬움

2. 패킷 크기(Packet Size)

*패킷(Packet): 데이터를 보낼 때 조각조각 잘라서 보내는데, 그중에 한 조각을 의미함

> 패킷이 작냐, 크냐에 따라 지연 시간에 영향을 줌

  • 큰 패킷은 전송하는 데 시간이 더 걸림 > 지연시간 높아짐
  • 그렇다고 너무 작은 패킷을 여러개 보내면 처리 오버헤드 생겨서 > 지연시간 높아짐

영상 스트리밍은 큰 패킷으로 빠르게 보내는게 지연이 적다

게임은 작고 빠른 패킷을 실시간으로 많이 보내야 지연이 적다


3. 라우터의 패킷 처리 시간

> 우리가 보내는 데이터는 라우터나 스위치같은 중간 장비를 지나감

> 중간 장비가 패킷을 해석하고 어디로 보낼지 결정하는 데도 시간이 걸린다

 

라우터가 너무 바쁘거나 느리다 > 패킷들이 기다려야 됨 > 지연시간 높아짐

출퇴근 시간 지하철역 = 라우터에 패킷이 몰리면 지연시간이 높아짐


8-1. 지연시간 표현 정리

- 지연시간이 낮다 = 응답이 빨리온다 = 반응이 빠르다

 

- 지연시간이 높다 = 응답이 느리게 온다 = 반응이 느리다


9. 라우터? 스위치?

라우터(Router)

- 서로 다른 네트워크를 연결해주는 장비

- 어떤 패킷이 도착했을 때 어디로 보내야 가장 빠르게 도착하는지를 계산해서 전달

- 즉, 데이터를 목적지까지 가장 효율적인 경로로 전달해주는 역할

- ex) 인터넷 공유기(네비게이션 같은 존재)

 


스위치(Switch)

*NAS(Network Attached Strorage): 네트워크에 연결된 저장장치

즉, 인터넷이나 공유기에 연결해서, 여러 사람이 함께 쓸 수 있는 외장하드

- 같은 네트워크 내의 여러 기기들을 연결해서 데이터를 정확하게 필요한 기기로 전달하는 장비

- 즉, 모든 기기를 연결하고 데이터를 보낼 때 목적지를 정확히 파악해서 딱 그 기기만 전달해주는 역할

- ex) 여러 컴퓨터, 프린터, *NAS등이 연결된 네트워크에서 스위치는 중앙 허브 역할(스마트 멀티탭 같은 존재)


10. 라우터 vs 스위치

- 라우터

> 외부(인터넷)와 내부를 연결하는 통로 > "밖으로 나가는 길"을 관리하는 역할 = 서로 다른 네트워크 연결

 

- 스위치

> 내부 기기들끼리 통신하는 분배기 > "집 안에서 누가 누구랑 말할지" 정해주는 역할 = 같은 네트워크 내 기기 연결


11. 결론

네트워크 성능은 얼마나 빠르게, 얼마나 많이, 얼마나 잘 도착하느냐에 달려있다.

 

처리량(Throughput)은 실제로 보내는 속도이다.
대역폭(Bandwidth)은 보낼 수 있는 최대 속도이다.
지연시간(Latency)은 반응이 오는 데 걸리는 시간이다.

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