네트워크 처리량 및 대역폭이란 무엇입니까? 성능에 영향을 미치는 요소

네트워크 처리량과 대역폭은 네트워크의 가장 중요한 두 가지 메트릭이지만 종종 잘못 이해되고 혼동됩니다. 오늘 우리의 목표는 이 문제에 대해 약간의 조명을 제공하고 그것들이 무엇인지, 무엇이 아닌지, 이러한 중요한 지표에 영향을 미치는 요인과 실제로 측정하는 데 사용할 수 있는 도구에 대한 더 나은 이해를 제공하는 것입니다. 우리는 가능한 많은 유용한 정보를 제공하면서 가능한 한 비기술적인 논의를 유지하려고 노력할 것입니다.

대역폭과 처리량이 무엇인지 정의하는 것으로 시작하고 더 중요하게는 두 용어 사이에 상당한 혼란이 있는 것처럼 보이기 때문에 어떻게 다른지 정의하려고 합니다. 다음으로 일반적으로 처리량과 네트워크 성능에 영향을 줄 수 있는 다양한 요소를 살펴보겠습니다. 지연 및 지연, 지터 및 패킷 손실은 가장 일반적인 성능 영향 요인이므로 살펴보겠습니다. 이론이 끝나면 네트워크 처리량을 모니터링하거나 측정하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 최고의 도구를 검토할 것입니다.

대역폭 및 처리량 정보

대역폭과 처리량은 많은 혼동에도 불구하고 다소 다른 개념입니다. 대역폭부터 시작해 보겠습니다. 네트워크 대역폭은 네트워크에서 초당 전송할 수 있는 최대 데이터 양을 나타냅니다 . 즉, 네트워크의 데이터 전송 용량이며 회로를 업그레이드할 수 있지만 이는 복잡한 작업이므로 대역폭은 "즉시" 쉽게 제어할 수 있는 것으로 간주되지 않습니다.

처리량 은 네트워크에서 전송되는 실제 데이터 양을 나타냅니다 . 처리량은 여러 가지 이유로 대역폭과 종종 다릅니다. 예를 들어, 사용 가능한 대역폭을 모두 사용하기 위해 전송할 데이터가 충분하지 않을 수 있습니다. 잠시 후 살펴보겠지만 트래픽 속도를 늦추는 다양한 요인이 있을 수도 있습니다.

이 모든 것에 약간의 혼란을 더하는 것 외에는 아무 것도 하지 않는 것처럼 보이는 또 다른 개념은 속도입니다. 속도는 종종 DSL이나 케이블 모뎀 인터넷 서비스와 같은 특정 연결을 통해 다운로드하거나 업로드할 수 있는 데이터의 양을 나타냅니다. 간단히 말해서 서비스 제공자가 서비스를 광고하는 데 사용하는 비기술적 마케팅 용어입니다. 그러나 대역폭과 거의 동일합니다.

처리량에 영향을 미치는 요인

따라서 처리량이 회로의 최대 전달 용량이라면 달라지지 않아야 하는 것 아닙니까? 글쎄, 그것은 실제로 ... 많이, 실제로. 실제로 최대 처리량과 실제 처리량을 구별하는 것이 중요합니다. 설명합시다. 예를 들어 한 데이터 센터에 있는 서버와 다른 데이터 센터에 있는 다른 서버 간의 데이터 경로 처리량을 고려해 보겠습니다. 경로의 처리량이 처리량이 가장 낮은 세그먼트의 처리량이라는 합리적인 가정인 것 같습니다. 그러나 결코 그보다 높을 수는 없는 것이 사실이지만, 더 낮을 수도 있습니다. 처리량에 영향을 줄 수 있는 몇 가지 주요 요소를 살펴보겠습니다.

지연 및 대기 시간

지연 및 대기 시간은 인지된 네트워크 성능에 영향을 미치는 두 가지 주요 요인입니다. 그리고 대역폭 및 처리량과 마찬가지로 두 개념이 종종 같은 의미로 사용된다는 점에서 둘 사이에 많은 혼란이 있습니다. 이는 둘 다 데이터가 소스에서 대상으로 이동하는 데 걸리는 시간과 관련이 있기 때문에 이해할 수 있습니다. 대기 시간은 종종 패킷을 보내는 소스에서 패킷을 수신하는 대상까지 경과된 시간으로 설명됩니다. 또한 원본에서 대상까지의 단방향 대기 시간과 대상에서 원본으로 다시 오는 단방향 대기 시간으로 구성된 왕복 지연 시간을 나타낼 수도 있습니다. 실제로 왕복 대기 시간은 주로 단일 지점에서 측정할 수 있기 때문에 더 자주 사용됩니다.

대기 시간은 네트워크의 물리적 특성입니다. 이는 소스와 대상 사이의 거리와 빛의 속도에 대한 요소이며, 부수적으로 모든 유형의 미디어를 통해 데이터가 이동하는 속도이기도 합니다. 대역폭과 마찬가지로 대기 시간은 고정 매개변수입니다. 이를 줄이는 유일한 방법은 소스를 목적지에 더 가깝게 이동하는 것이며 거리를 100km(60마일) 줄이면 약 1밀리초의 대기 시간이 제거됩니다.

여러 요인으로 인해 네트워크 전송이 지연될 수 있습니다. 예를 들어, 큐잉 지연은 게이트웨이가 동일한 목적지로 향하는 다른 소스로부터 여러 패킷을 수신할 때 발생합니다. 일반적으로 한 번에 하나의 패킷만 전송할 수 있으므로 일부 패킷은 전송을 위해 대기해야 하므로 추가 지연이 발생합니다. 마찬가지로 게이트웨이가 새로 수신된 패킷을 어떻게 처리할지 결정하는 동안 처리 지연이 발생합니다. 버퍼링은 또한 10배 이상의 지연을 증가시킬 수 있습니다. 전파, 대기 및 처리 지연의 조합으로 인해 종종 복잡하고 가변적인 네트워크 대기 시간 프로필이 생성됩니다.

지터

지터는 네트워크 전송의 가장 큰 적 중 하나입니다. 설명하기는 쉽지만 데이터 전송에 이러한 부정적인 영향을 미칠 수 있는 방법과 이유를 이해하는 것은 다소 복잡합니다. 가장 간단한 표현으로 지터는 지연의 변화입니다. 지터를 유발할 수 있는 몇 가지 요인이 있습니다. 사실, 우리가 방금 논의한 것과 동일한 지연 유발 요인 중 다수가 지터를 유발할 수도 있습니다. 예를 들어, 대기열 지연은 대기열 길이와 직접적인 관련이 있습니다. 그리고 일반적인 대기열은 길이가 지속적으로 변하기 때문에 지연도 변하므로 지터가 발생합니다.

그러나 지터는 모든 네트워크 트래픽에 동일한 방식으로 영향을 미치지 않습니다. 지터로 인해 발생할 수 있는 위험은 메시지를 구성하는 여러 패킷 간에 지연이 상당히 다를 경우 순서 없이 목적지에 도착할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 10ms 간격으로 전송되는 4개의 패킷으로 구성된 전송을 가정해 보겠습니다. 첫 번째는 20ms, 두 번째는 60ms, 세 번째는 40ms, 마지막은 20ms입니다. 지루한 수학은 생략하겠습니다. 하지만 이러한 상황에서는 첫 번째 패킷이 먼저 도착하고 그 다음이 네 번째, 세 번째, 마지막으로 두 번째 패킷이 도착합니다. 많은 상황에서 이것은 문제가 되지 않습니다. 예를 들어, 파일 전송을 처리하는 경우 패킷은 순차적으로 번호가 매겨지고 수신 측에서 적절한 순서로 쉽게 재조립될 수 있습니다. 반면에, VoIP 대화와 같은 실시간 트래픽이 있는 경우 패킷을 실시간으로 올바르게 재조립할 수 없어 오디오가 왜곡되기 때문에 문제가 됩니다. 사용자 입장에서 성능 문제가 있습니다.

패킷 손실

패킷 손실은 인지된 네트워크 성능에 영향을 미치는 또 다른 주요 요인입니다. 네트워크는 완벽하지 않으며 때때로 다양한 이유로 데이터 패킷이 목적지에 도달하지 못합니다. TCP 트래픽에 이런 일이 발생하면 수신 측에서 누락된 데이터의 재전송을 요청할 수 있으므로 문제가 되지 않습니다. 그러나 약간의 지연이 발생하고 데이터 양이 증가합니다. UDP 트래픽의 경우 상황이 그리 좋지 않습니다. 손실된 패킷은 영원히 손실됩니다. VoIP 대화에서 오디오 끊김이 발생하여 너무 심할 경우 음성을 알아들을 수 없게 만들 수 있습니다. 두 경우 모두 패킷 손실이 인지된 성능에 영향을 미칠 것이 매우 분명합니다.

처리량을 측정하는 최고의 도구

네트워크 성능을 모니터링하고 측정하는 데 사용할 수 있는 모든 도구 중 일부는 처리량을 측정하는 데 다른 도구보다 우수합니다. 이것이 우리가 검토하려는 도구입니다. 아래 도구는 다양한 방법을 사용하여 처리량을 측정합니다. 일부는 SNMP 또는 NetFlow와 같은 네트워크 관리 및 분석 프로토콜을 사용하고 다른 일부는 다양한 유형의 스트레스 테스트를 수행합니다.

1. SolarWinds 네트워크 대역폭 분석기 팩(무료 평가판)

SolarWinds 는 최고의 네트워크 모니터링 도구를 만드는 것으로 확고한 명성을 얻었습니다. 그리고 충분하지 않았다 바와 같이, 회사는 또한 많은 무료 도구로 유명하다 그와 같은 네트워크 관리자의 주소의 특정 요구 키위 Syslog 서버 또는 고급 S ubnet C alculator가 .

그러나 네트워크 대역폭 및 처리량에 관해서는 SolarWinds 네트워크 대역폭 분석기 팩 이 필요합니다. 플랫폼은 대부분의 라우터에 내장된 SNMP 모니터링 및 흐름 모니터링을 사용하여 포괄적인 대역폭 분석 및 성능 모니터링을 제공합니다. 이 제품을 사용하면 네트워크 성능 문제를 감지, 진단 및 해결할 수 있습니다. 또한 대역폭 성능과 트래픽 패턴을 모니터링하고 분석할 수 있습니다. 마지막으로 사용자 지정 가능한 단일 콘솔에서 네트워크 처리량을 테스트할 수 있습니다.

SolarWinds 네트워크 대역폭 모니터 팩에는 두 가지 도구가 포함되어 있습니다. 먼저 SolarWinds 네트워크 성능 모니터가 있습니다. 이다 는 SolarWinds 네트워크 사용량을 모니터링하기위한 '주력 제품. 이 도구의 주요 목적은 SNMP 대역폭 모니터링이지만 훨씬 더 많은 작업을 수행할 수 있습니다. 기본적으로 포괄적인 오류 모니터링 및 성능 관리를 제공합니다. 이 도구는 주로 데이터 수집에 SNMP를 사용하므로 대부분의 공급업체의 네트워킹 장비와 호환됩니다. 또한 NetPath 기능을 사용하면 네트워크에서 모니터링되는 두 지점 사이의 중요한 네트워크 경로를 볼 수 있으며 도구는 지능형 네트워크 맵을 자동 생성할 수도 있습니다.

• 무료 평가판: SolarWinds 네트워크 대역폭 분석기 팩
• 공식 다운로드 링크: https://www.solarwinds.com/network-bandwidth-analyzer-pack/registration

고급 경고는 제품의 또 다른 강력한 기능이며 PerfStack 성능 분석 대시보드도 마찬가지 입니다. 또 다른 독점적인 기능은 복잡한 장치 모니터링을 허용 하는 Network Insights 기능입니다. 보다 복잡한 사용 사례에 대해 말하자면 이 도구는 SDN(소프트웨어 정의 네트워크)을 모니터링할 수 있으며 Cisco ACI 지원 기능이 내장되어 있으며 무선 네트워크를 모니터링하고 네트워크 성능 기준을 생성하는 기능이 있습니다.

이 팩의 다른 구성 요소는 SolarWinds NetFlow 트래픽 분석기 입니다. 이 강력한 도구는 NetFlow 프로토콜을 사용하여 관찰된 트래픽에 대한 자세한 정보를 수집합니다. 예를 들어, 어떤 유형의 트래픽이 더 자주 발생하는지 또는 어떤 사용자 또는 장치가 가장 많은 대역폭을 사용하는지 보고할 수 있습니다. 예를 들어 상위 애플리케이션, 상위 프로토콜 또는 상위 화자와 같은 도구의 대시보드에서 다양한 보기를 사용할 수 있습니다. 이 도구는 다양한 제조업체의 대부분의 NetFlow 변형을 지원합니다.

다음은 SolarWinds NetFlow 트래픽 분석기 의 최고 기능 중 일부입니다 .

• 응용 프로그램, 프로토콜 및 IP 주소 그룹별로 네트워크 사용량을 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.
• Cisco NetFlow, Juniper J-Flow, sFlow, Huawei NetStream 및 IPFIX 흐름 데이터를 모니터링하여 어떤 애플리케이션과 프로토콜이 최고의 대역폭 소비자인지 식별합니다.
• 트래픽 데이터를 수집하여 사용 가능한 형식으로 연결하고 웹 기반 사용자 인터페이스에 표시합니다.
• 더 나은 네트워크 트래픽 가시성을 위해 가장 많은 대역폭을 사용하는 애플리케이션과 범주를 식별하는 데 도움이 될 수 있으며 Cisco NBAR2를 지원합니다.

솔라 윈즈 네트워크 대역폭 분석기 팩은 모니터링해야 노드, 인터페이스, 또는 볼륨의 수에 따라 라이센스가 부여됩니다. 가격은 쉽게 구할 수 없으며 정확한 요구 사항에 맞는 견적을 받으려면 SolarWinds에 문의해야 합니다. 제품을 구입하기 전에 사용해 보고 싶다면 30일 동안 완전한 기능을 갖춘 무료 평가판 을 다운로드할 수 있습니다 .

2. 아이퍼3

iperf의 도구 시리즈는 IP 네트워크의 최대 처리량을 결정하는 데 사용할 수 있습니다. 타이밍, 프로토콜 및 버퍼와 관련된 다양한 조정 가능한 매개변수를 제공하므로 정확한 필요에 맞게 작업을 사용자 정의할 수 있습니다. 각 테스트에 대해 iperf3는 측정된 처리량, 손실 및 기타 매개변수를 보고합니다.

Iperf3 는 이전 버전에 비해 많은 개선 사항을 제공하며 이제 nuttcp 및 netperf와 같은 다른 도구에서 볼 수 있는 여러 기능을 통합합니다. 이러한 유용한 기능은 이전 iperf에서 누락되었습니다. 예를 들어, 이 버전에는 제로 복사 모드와 선택적인 JSON 출력이 있습니다. iperf3는 원래 iperf와 역호환되지 않습니다.

Iperf3는 주로 ESnet/로렌스 버클리 국립 연구소에서 개발되었습니다. 3절 BSD 라이선스로 배포됩니다. 주로 CentOS Linux, FreeBSD 및 OS X에서 개발되었으며 공식적으로 지원되는 유일한 플랫폼입니다. 그러나 OpenBSD, Android 및 기타 Linux 배포판에서 성공했다는 보고가 있습니다.

iperf의 이전 버전인 iperf2는 여전히 다른 조직에서 활발하게 개발되고 있습니다. 하지만 최고의 기능을 원한다면 GitHub 홈에서 다운로드할 수 있는 iperf3를 사용해야 합니다.

3. LAN 속도 테스트

이름에도 불구하고 Totusoft의 LAN Speed ​​Test는 LAN만 테스트하지 않습니다. 파일 전송, 하드 드라이브, USB 드라이브 및 LAN 속도를 측정하기 위한 간단하지만 강력한 도구로 처음부터 설계되었습니다. 이 도구는 알려진 양의 데이터를 이동하는 데 필요한 시간을 계산하여 작동합니다. 로컬 하드 드라이브 또는 USB 저장 장치를 대상으로 선택하면 해당 장치의 처리량이 측정됩니다. 반면에 원격 저장 위치를 ​​선택하면 네트워크 처리량을 측정합니다.

LAN 속도 테스트는 메모리에 테스트 파일을 만든 다음 전송을 완료하는 데 필요한 시간을 추적하면서 Windows/Mac 파일 캐싱의 부작용 없이 양방향으로 전송합니다. 그런 다음 모든 계산을 수행합니다.

LAN 속도 테스트 서버를 실행하는 원격 컴퓨터로 파일을 전송하는 옵션도 있습니다. 이것은 측정하고 있는 것이 실제로 LAN 처리량이고 원격 호스트 스토리지 하위 시스템의 대기 시간이 무시된다는 것을 확인하므로 유용할 수 있습니다. LAN 속도 테스트 도구와 마찬가지로 LAN 속도 테스트 서버는 수신된 데이터를 디스크가 아닌 메모리에 저장합니다.

LAN 속도 테스트는 기능이 축소된 무료 버전 또는 단일 라이선스에 대해 $10부터 시작하는 유료 버전과 여러 사본에 대한 볼륨 할인으로 제공됩니다.

4. 넷스트레스

NetStress는 무선 네트워크의 처리량 측정을 전문으로 하는 도구입니다. 클라이언트와 서버가 있는 두 가지 구성 요소 도구이며 둘 사이의 처리량을 효과적으로 측정합니다. 따라서 유선 네트워크에도 사용할 수 있습니다.

이 도구의 권장 사용법은 먼저 네트워크 성능의 벤치마크를 설정하는 데 사용하는 것입니다. 그런 다음 문제가 보고되고 성능이 저하된 것으로 의심되면 다시 실행하고 결과를 벤치마크와 비교합니다. 이것은 실제로 처리량에 문제가 있는지 알려주고 문제를 해결하는 데 필요한 단계를 나타냅니다. 이것은 실제로 도구의 무선 전문화가 시작되는 곳입니다.

NetStress에는 기능이 탑재되어 있습니다. 첫째, 서버 또는 클라이언트가 될 수 있는 도구는 단 하나뿐입니다. 또한 가변 세그먼트 크기로 TCP 및 UDP 데이터 전송을 모두 지원하며 여러 데이터 스트림을 지원합니다. 또한 원하는 대로 조정할 수 있는 몇 가지 고급 매개변수가 있습니다. 예를 들어, 표시 단위를 초당 비트 또는 바이트로 선택할 수 있습니다.

5. 타모소프트 처리량 테스트

TamoSoft 처리량 테스트는 처리량 테스트 도구로 광고되는 목록의 유일한 도구입니다. 프리웨어 도구입니다. 이것은 무료로 사용할 수 있지만 오픈 소스가 아님을 의미합니다. 이 도구는 네트워크를 통해 TCP 및 UDP 데이터 스트림을 지속적으로 전송하고 중요한 메트릭을 계산하여 작동합니다. 예를 들어 업스트림 및 다운스트림 처리량 값, 패킷 손실 및 왕복 시간을 계산합니다. 소프트웨어는 결과를 숫자 및 차트 형식으로 표시합니다.

TamoSoft 처리량 테스트는 IPv4 및 IPv6 연결을 모두 지원하며 사용자가 서비스 품질(QoS) 설정에 따라 네트워크 성능을 평가할 수 있도록 합니다. 목록에 있는 다른 몇 가지 도구와 마찬가지로 이 도구는 서버와 클라이언트가 있는 두 가지 구성 요소 도구입니다.

도구가 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 클라이언트 부분은 연결을 수신 대기 중인 서버 부분에 연결합니다. 연결이 이루어지면 클라이언트와 서버는 양방향으로 데이터를 교환하고 애플리케이션의 클라이언트 부분은 네트워크 메트릭을 계산하고 표시합니다. 이것은 다소 간단하지만 실제 처리량을 측정하는 데 탁월합니다.

TamoSoft Throughput Test는 프리웨어이며 TamoSoft는 또한 TamoGraph Site Survey라는 WLAN 성능 분석을 위한 본격적인 솔루션을 제공합니다.

6. 익스차리오트

목록의 마지막은 세계에서 가장 유명한 전자 테스트 장비 제조업체인 Keysight의 소프트웨어 지사인 Ixia의 IxChariot입니다. IxChariot은 실제로 단순한 처리량 측정 도구 그 이상이며 수많은 고급 기능을 갖춘 완전한 네트워크 분석 솔루션입니다. 처리량을 측정할 것입니다. 그렇지 않으면 이 목록에 없을 것입니다. 그러나 훨씬 더 많은 일을 할 것입니다.

이 제품을 사용하면 무선 성능 및 지리적 위치를 포함한 네트워크 성능을 즉시 평가할 수 있습니다. 성능 엔드포인트는 모바일 장치, PC, Mac 또는 모든 하이퍼바이저 또는 클라우드 서비스에서 실행되며 모든 플랫폼을 중앙에서 관리할 수 있습니다. 이 소프트웨어는 처리량, 패킷 손실, 지터, 지연, MOS 및 Netflix 또는 YouTube와 같은 OTT 비디오를 포함한 전체 애플리케이션 에뮬레이션 및 주요 성능 메트릭을 제공합니다.

정식 견적을 요청해야만 얻을 수 있는 최상급 가격을 지닌 최상급 제품입니다. 그리고 무료 평가판은 사용할 수 없지만 무료 온라인 데모는 있습니다.