대역폭에 대하여

Uno·2022년 12월 7일
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JMeter

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JMeter 에서 부하발생시, 대역폭에 이슈가 있으면, 충분한 부하가 전달되지 않을 수 있다고 하여, 글을 작성하게 되었습니다.

대역폭이란

일정한 시간 내, 데이터 연결을 통과할 수 있는 정보량의 척도

  • 컴퓨팅에서 사용 가능하거나 소비된 정보 용적의 비트레이트입니다.
  • 일반적으로 초당 00비트 로 표현합니다.
    - ex)메가비트(Mbps), 기가비트(Gbps), 비트 레이트(bps)
  • 대역폭에는 "네트워크 대역폭", "데이터 대역폭", "디지털 대역폭" 이 있습니다.

  • 대역폭은 주파수의 범위로 헤르츠 단위로 측정합니다.
  • 여기서 주파수는 "특정 기능을 수행할 수 있는" 주파수를 의미합니다.
    - 관련 이론)
    - 정보 이론
    - 무선 통신
    - 신호 처리
    - 분광학

섀년-하틀리 정리(Shannon-Hartley Thereom) or 샤논의 정리

출처 : 셰년 하틀리 정리

(대역폭이나 채널 용량을 어떤 공학적 원리로 계산하게 되었는지 궁금해서 이론적인 내용도 추가합니다.)

  • 정보 이론에서 채널 모델 및 전송제약 조건(전력, 대역 등) 주어진 상태 하에 신뢰성 있게 전달할 수 있는 최대 정보량(초당 비트수 = bps) 를 의미합니다.
  • 정리하면, 이론상 최대 용량을 의미합니다. (신호 및 잡음 세기를 고려한)

(출처 : 정보통신기술용어해설)

네트워크 출력과 대역폭

네트워크 출력

  • "Troughput" 이라고 부릅니다.
  • 위키백과 설명

    스루풋(throughput) 또는 처리율(處理率)은 통신에서 네트워크 상의 어떤 노드나 터미널로부터 또 다른 터미널로 전달되는 단위 시간당 디지털 데이터 전송으로 처리하는 을 말한다. 예를 들어 데이터 링크에서는 스루풋 단위로 초당 비트 수(bit/s 또는 bps)가 주로 사용된다.
    -위키백과-

  • 물 펌프로 치면, "수압" 이라고 생각하시면 됩니다. 수압이 높을수록, 많은 량을 호스로 전달시킬 수 있습니다.
  • 여기서 호스의 굵기가 "대역폭" 에 해당합니다.
  • 네트워크 출력(쓰루 풋) 은 data packets per second 로 표기합니다. (bps)
    - ex) 10 bytes / second = 10 * 8 bits/second = 80 bps
  • 쓰루 풋은 가변적인 값 입니다. 상황에 따라서 값이 커지기도 작아지기도 하죠.
  • 그래서 보통 "평균 출력(Average Throughput)" 을 사용합니다.

네트워크 대역폭

(맨 처음에 설명한 것에 이어서 설명합니다.)

  • "Bandwidth" 라고 부릅니다.
  • 앞서 말씀드린 것처럼 물 펌프에서 "호스" 에 해당합니다.
  • 그래서, 아무리 강한 출력이 발생하더라도, 대역폭이 작으면, 대역폭 이상의 데이터를 전송할 수 없습니다.

(출처: 다양한 IT 기술을 쉽게 알려주는 테크 유람 블로그)

  • 위 그림처럼 출력이 대역폭을 넘어설 수 없습니다.
  • 대역폭의 단위도 동일하게 bps 입니다.
    - 시간당 얼마만큼의 데이터를 통과시킬 수 있는지 말이죠.
    - 유체역학에서의 유량 단위와는 다르게 공간을 나누진 않습니다.(예로 들은 것이랑 다른 부분)

정리

출력이 높고 대역폭이 작다 -> 네트워크 출구에서 대기하는 데이터가 많음
출력이 낮고, 대역폭이 크다 -> 대역폭 + 비용 낭비가 발생함
다양한 IT 기술을 쉽게 알려주는 테크 유람 블로그

(제가 정리한 것보다 너무 잘 정리해준 블로그라서, 많이 참조하네요. 해당 글 꼭 보시는걸 추천드립니다.)

참고자료

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