네트워크 대역폭

개요

대역폭은 네트워크나 통신 시스템에서 데이터가 전송될 수 있는 최대 용량을 의미한다.

컴퓨터를 사용하다 보면 Kbps, Mbps 등을 접한적이 있을 것이다.

해당 단위들은 주로 초당 전송할 수 있는 데이터의 양을 나타내며 대역폭의 단위를 의미한다.

대역폭이 클수록 더 많은 데이터를 더 빠르게 전송할 수 있다.

 

 

대역폭의 종류

• 전송 대역폭 : 실제로 전송되는 데이터의 양을 나타내며, 대역폭의 실제 성능을 측정하는 데 사용된다. 네트워크의 혼잡이나 지연, 패킷 손실 등이 영향을 미칠 수 있다.
• 용량 대역폭 : 네트워크가 이론적으로 지원할 수 있는 최대 데이터 전송 속도이다. 이는 기술적 한계나 장비의 성능에 따라 달라질 수 있다.

 

주파수 대역폭

주파수 대역폭은 통신 신호에서 사용되는 주파수 범위를 말한다.

아날로그 신호의 경우, 대역폭은 주파수 스펙트럼에서 신호가 차지하는 주파수 범위로 정의된다.

라디오나 TV 신호가 특정 주파수 대역을 통해 방송되며, 각 방송국은 고유한 주파수 대역을 차지한다.

 

대역폭은 보통 최대 주파수와 최소 주파수 사이의 차이로 정의된다.

예를 들어, 신호가 100MHz에서 110MHz 사이에서 전송된다면, 이 신호의 대역폭은 10MHz이다.

대역폭이 넓을수록 더 많은 데이터를 빠르게 전송할 수 있다.

 

 

데이터 대역폭

데이터 대역폭은 네트워크에서 동시에 전송할 수 있는 데이터의 최대량을 의미한다.

네트워크의 대역폭이 클수록 더 많은 양의 데이터가 전송될 수 있으며, 인터넷 연결 속도와도 밀접하게 관련이 있다.

가정에서 사용하는 인터넷 회선의 대역폭이 100Mbps라면, 이론적으로 초당 100메가비트의 데이터를 전송할 수 있다.

 

 

대역폭과 속도의 차이

대역폭과 네트워크 속도는 같은 개념이 아니다.

대역폭은 네트워크가 처리할 수 있는 최대 용량을 나타내지만, 실제 네트워크 속도는 여러 요인에 의해 영향을 받는다.

예를 들어, 네트워크 혼잡, 신호 간섭, 라우터 성능 등의 이유로 대역폭이 충분하더라도 실제 속도는 낮아질 수 있다.

 

 

대역폭 관리

네트워크에서는 여러 사용자나 기기들이 동시에 데이터를 주고받기 때문에 대역폭이 효율적으로 관리되지 않으면 속도가 느려질 수 있다.

이를 방지하기 위해 트래픽 쉐이핑이나 QoS같은 기술을 사용해 중요한 데이터에 우선순위를 부여하거나 대역폭을 효율적으로 분배하는 방식이 사용된다.

 

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트래픽 쉐이핑

트래픽 쉐이핑은 네트워크에서 특정 트래픽의 전송 속도를 제한하거나, 일정하게 조절하는 기술이다.

이를 통해 네트워크 혼잡을 줄이고, 네트워크 성능을 안정적으로 유지할 수 있다.

 

전송하려는 데이터를 일정한 속도로 '스무딩'하는 방식으로, 네트워크에 갑작스럽게 많은 양의 데이터가 흐르지 않도록 데이터를 일정 속도로 보내는 것이 핵심이다.

 

기업에서 비디오 스트리밍 같은 비필수 트래픽의 속도를 낮춰 중요한 데이터 트래픽에 우선순위를 줄 때 사용된다.

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QoS

QoS는 네트워크 트래픽을 우선순위에 따라 관리하는 기술로, 중요한 트래픽이 먼저 처리되도록 보장한다.

이를 통해 네트워크의 성능과 안정성을 높일 수 있으며, 특히 실시간 서비스에서 유용하게 사용된다.

 

트래픽을 여러 카테고리(음성, 영상, 데이터 등)로 구분한 후, 각 카테고리에 대해 우선순위를 설정한다.

음성 통화나 화상 회의 같은 실시간 서비스는 높은 우선순위를 받고, 파일 다운로드나 웹 브라우징 같은 서비스는 낮은 우선순위를 받게 된다.

 

화상 회의나 음성 통화 같은 실시간 애플리케이션이 끊김 없이 작동하도록, 이 트래픽에 높은 우선순위를 부여하는 방식으로 사용된다.

 

우선순위는 누가 관리하냐?

• 네트워크 관리자 : 능력있는 네트워크 관리자가 네트워크 프로토콜 기술을 통하거나 네트워크 장비(라우터, 스위치 등)를 설정하여 트래픽 쉐이핑을 통해 사용자의 요구에 따라 대역폭을 할당한다. 
• 인터넷 서비스 제공업체(ISP) : 특정 트래픽에 대해 우선순위를 설정, 특정 사용자의 대역폭을 제한한다. 우리가 인터넷에 가입을 할때 인터넷 요금제에 따라 인터넷 속도가 다른 것이 이 때문이다!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
• 사용자 : 관련 지식이 있다면 사용자가 직접 자주 사용하는 애플리케이션의 대역폭 요구를 파악하여 우선순위를 설정할 수 있다.

 

대역폭의 활용

• 고해상도 콘텐츠 전송: 스트리밍 서비스나 대용량 파일 전송에서는 대역폭이 충분히 확보되어야 끊김 없이 빠르게 전송할 수 있다. 예를 들어 Netflix와 같은 서비스는 대역폭이 높아야 원활한 스트리밍이 가능하다.
• 실시간 서비스: 화상 회의, 온라인 게임 등 실시간으로 반응해야 하는 서비스에서도 대역폭이 낮을 경우, 지연이 발생할 수 있다.
• 멀티태스킹: 여러 장치가 동시에 네트워크를 사용할 때도 대역폭이 넉넉해야 각 기기들이 원활하게 데이터를 전송할 수 있다.
• 게임: 온라인 게임에서는 데이터 전송의 지연을 최소화하기 위해 안정적이고 높은 대역폭이 요구된다.
• 클라우드 서비스: 대용량 파일을 클라우드에 업로드하거나 다운로드할 때도 높은 대역폭이 필요하다. 물론 필요에 따라 데이터 다운로드가 우선순위가 아니라면 다른 작업이 우선이 될 수 있다.