[CS] 네트워크 기초 - 네트워크, 트래픽, 처리량, 대역폭

네트워크를 공부하면 필수로 알아야하는 개념들에 대해 공부한 내용을 정리합니다.

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네트워크(Network)

네트워크(Network)란 노드(Node)와 링크(Link)가 서로 연결되어 있으며 리소스를 공유하는 집합을 의미합니다.

• 노드: 서버, 라우터, 스위치 등의 네트워크 장치
• 링크(=Edge): 유선 또는 무선과 같은 연결매체로, 와이파이나 LAN

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트래픽(Traffic)

트래픽(Traffic)은 특정 시점에 링크 내에 흐르는 데이터의 양, 서버를 통해 최종 사용자에게 전달된 데이터의 양을 의미합니다.

• ex. 서버에 저장된 파일(문서, 이미지 등)을 클라이언트(사용자)가 다운로드시 발생되는 데이터의 누적량
• 단위: bps(bits per seconds)

트래픽 계산

트래픽 = 용량 * 사용자 수

 

Q. 4GB 영화를 10명이 다운로드 받을때의 트래픽은?

• 4GB * 10명 = 40GB

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처리량(Throughput)

처리량(Throughput)은 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 의미합니다.

보통 트래픽 처리량을 나타내며, 많은 트래픽을 처리한다 = 많은 처리량을 가진다는 의미와 같습니다.

• 단위: bps(bits per seconds) 초당 전송 또는 수신되는 비트수

처리량은 사용자들이 많이 접속할때마다 커지는 트래픽, 네트워크 장치간의 대역폭, 네트워크 중간에 발생하는 에러, 장치의 하드웨어 스펙에 영향을 받습니다.

 

💡 트래픽과 처리량은 헷갈릴 수 있기 때문에 이렇게 이해하면 됩니다.

• "트래픽이 많아졌다" = 흐르는 데이터가 많아졌다.
• "처리량이 많아졌다" = 처리되는 트래픽이 많아졌다.

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대역폭(Bandwidth)

대역폭(Bandwidth)은 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트수이며, 최대로 처리할 수 있는 트래픽을 의미합니다.

• 대역폭이 높을수록 사용자에게 빠른 서비스를 제공
  • ex. 고속도로의 차선이 2차선일때보다 8차선일 때 더욱 원활한 교통이 이루어짐
• 대략적인 최대 동시 접속자 수를 유추하는 척도
• 단위: bps(bits per seconds) 초당 전송 또는 수신되는 비트수 (초당 bit단위의 데이터 처리량)

대역폭 계산

대역폭(bps) = (용량 * 사용자수 * 8bits) / 처리시간

• bps 계산식 = 데이터크기(bits 단위) / 소요시간(초 단위)
• * 8bits는 Byte에서 bit(대역폭의 단위는 bps이기 때문)로 변환하기 위한 값 

Q1. 20,000명이 홈페이지에 접속할때 접속시마다 4MB의 용량을 다운로드 받아야하고, 이 요청이 10분내에 완료되어야 할 때, 대역폭은?

• 트래픽 =  (20,000명 * 4MB * 1개) = 80,000MB
• 대역폭 = (20,000 * 4MB * 8 = 640,000) /  (10분 * 60초 ) =1066Mbps = 1.066Gbps = 약 1Gbps의 대역폭 필요

Q2. 100Mbps 대역폭의 서버로 한 사용자당 100kbps로 동영상 파일을 요청할때, 최대 동접자수는?

• 100Mbps / 100kbps = 약 1,000명

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트래픽 vs 처리량 vs 대역폭

트래픽은 흐르려는, 이동하려는 데이터 양을 의미하며, 이 트래픽을 처리할 때를 기준으로 생각하면 처리량과 대역폭을 쉽게 구분할 수 있습니다.

• 대역폭 : 네트워크의 '도로 폭'과 같으며, 이 '도로'를 통해 한 번에 얼마나 많은 데이터(트래픽)가 이동할 수 있는지를 나타냅니다.
• 처리량 : 특정 시점에서 '도로'를 통과하는 차량의 수에 해당하며, 다양한 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다. (네트워크 혼잡, 하드웨어 제한 등과 같은 외부 요인)

 

참고 강의 및 사이트

• [NETWORK] 대역폭(Bandwidth)이란?
• CS 지식의 정석 - 인프런