[네트워크] 네트워크 성능 척도: 지연, 처리량, 패킷 손실률 (ft. 4가지 지연 종류)

 네트워크 성능의 척도에는 지연(Delay), 처리량(Throughput), 패킷 손실률(Packet loss)이 있습니다. 각 개념에 대해서 알아보겠습니다.

 

[ Contents ]

 

 

1. 지연 (Delay)

데이터가 한 지점에서 다른 지점으로 전송되는 과정에서 생기는 지연

 데이터 전송과정에서 생기는 지연은 총 4가지가 있습니다.

 전송 지연, 전파 지연, 큐잉 지연, 처리 지연이 있으며 각각에 대해 살펴보겠습니다.

 

 

1) 전송 지연 (Transmission Delay)

송신자가 전송할 데이터를 준비하는 데에 걸리는 시간

 

 발신지 호스트나 라우터는 송신할 데이터를 패킷에 담는 시간이 필요합니다.

 전송지연은 '패킷 길이(Packet Length) / 대역폭(Bandwidth)'를 통해 구할 수 있습니다.

 

 

2) 전파 지연 (Propagation Delay)

데이터가 전송 매체를 통해 전파하는 데 걸리는 시간

 

 전송 매체는 광 랜선, 구리선, 공기 등 다양한 소재가 될 수 있으며, 매체별로 전파 속도가 다릅니다. 전파 지연은 이러한 전송 매체를 통과하는 데에 걸리는 지연을 말합니다.

 전파 지연은 '전송 거리[전송매체의 길이] / 전송매체의 전파 속도'로 구할 수 있습니다.

 

 

3) 큐잉 지연 (Queuing Delay)

네트워크 장비의 대기 큐에서 패킷이 처리되기를 기다리는 시간

 

 수신기에서 패킷을 받자마자 처리하지 못할 수 있습니다. 전달받은 패킷은 먼저 대기 큐에 들어가며, 차례차례 패킷을 해석합니다. 큐잉 지연은 대키 큐에서 기다리는 시간을 뜻합니다. 예전에는 대기 지연이라는 표현도 썼지만 지금은 큐잉 지연이라는 표현을 주로 사용합니다.

 큐잉 지연은 '평균 패킷 수신 비율 * 패킷 길이 / 대역폭(Bandwidth)' 으로 구할 수 있습니다.

 

 

4) 처리 지연 (Processing Delay)

네트워크 장비에서 패킷을 읽고 분석해서 처리하는 데 걸리는 시간

 

 전송 지연이 '송신자가 패킷을 만드는 데 걸리는 시간'이었다면, 처리 지연은 '수신자가 패킷을 해석하는 데에 걸리는 시간'입니다.

 처리 지연은 패킷의 에러 유무 검사까지 포함해도 고속으로 처리되기 때문에 최근에는 잘 고려하지 않습니다.

 

 

2. 처리량 (Throughput)

단위 시간당 전송되는 데이터의 양

 

 '스루풋'이라고 부르며, 처리량이나 처리율 등으로 해석합니다. Throughput은 통신 외에도 프로그램, 컴퓨터 연산 성능 관련해서도 다방면으로 쓰이므로 '단위 시간 당 처리량'으로 인지하면 좋습니다.

 네트워크에서는 초당 전송 데이터 BPS(Byte per Second)를 나타내는 지표로 주로 사용되며, 단순히 '전송된 데이터 양 / 처리 시간'으로 구할 수 있습니다.

 

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3. 패킷 손실률 (Packet loss)

데이터 패킷이 전송 중에 손실되는 비율

 

 네트워크 혼잡, 장비 오작동, 송수신 통신 문제로 패킷이 손실되는 경우가 생기며, 손실된 패킷은 수신자측에서 다시 송신자에게 요청해서 받아내야 합니다. 따라서 다시 받아오는 오버헤드가 생기며, 패킷 손실률이 당연히 낮을수록 성능에 유리합니다.

 패킷 손실률은 '(손실된 패킷 수 / 전송된 총 패킷 수) * 100'으로 구할 수 있습니다.