네트워크와 성능, 인프라

현대 인터넷의 기초: 광섬유 네트워크

• 광섬유(fiber optics) 케이블은 빛의 펄스(pulse)를 통해 데이터를 전송
• 해저 광섬유 케이블은 국제 네트워크 트래픽의 99%를 운반
• 최초의 해저 케이블은 1858년 배치, 현재 단일 케이블은 초당 340테라비트를 전송 가능
• 비디오 공유, 이메일 전송, 앱 다운로드는 국제 네트워크 인프라를 통해 이동

네트워크 통신 방법

• 인터넷 서비스 제공업체(ISP)는 개인 및 비즈니스 고객에게 인터넷 액세스를 제공 (예: Verizon, Vodafone, SoftBank).
• 구글의 글로벌 네트워크는 육지와 바다를 가로지르는 광섬유 케이블 네트워크로 구성
• 네트워크에서 각 부분이 인식하고 통신하는 방법:
  • IP 주소: 네트워크 상의 특정 장치 위치를 식별하는 숫자
  • 도메인 이름: IP 주소로 매핑되는 기억하기 쉬운 이름 (예: example.com).
  • 도메인 이름 시스템(DNS): 도메인 이름을 IP 주소로 변환, 컴퓨터가 서로 통신하도록 지원.
  • DNS는 웹의 전화번호부와 같음, www.google.com을 해당 사이트의 IP 주소로 변환.

네트워크 성능: Bandwidth and latency

대역폭 (Bandwidth)

• 일정 시간 동안 네트워크가 전송할 수 있는 데이터 양을 측정
• Mbps(메가비트/초) 또는 Gbps(기가비트/초) 단위
  • 인터넷 서비스 제공업체(ISP)는 가정에 100Mbps에서 1Gbps 정도
  • 데이터 센터는 10-100Gbps 정도
• 대역폭이 높으면 컴퓨터가 인터넷에서 정보를 더 빠르게 다운로드할 수 있음
• 대역폭을 파이프를 통해 흐르는 물로 비유하면, 넓은 파이프는 더 많은 물을 처리할 수 있음

지연 시간 (Latency)

• 데이터가 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 데 걸리는 시간
• 일반적으로 밀리초(ms) 단위로 측정되며, 'lag'이라고도 함
• 파이프가 열리고 물이 흐르기 시작할 때까지의 지연으로 비유할 수 있음
• 이상적으로는 지연 시간이 0에 가까워야 하지만, 물리적 거리와 데이터가 통과해야 하는 여러 장비들로 인해 지연이 발생

클라우드 컴퓨팅과 latency

• 지연 시간이 높으면 애플리케이션 성능 저하
• 사용자의 물리적 위치에 따라 웹사이트 속도가 느려질 수 있음
• 사용자가 서버에서 멀리 떨어져 있거나 네트워크가 분산될수록 지연 시간은 증가

인프라 region

다중 리전의 이점

• 애플리케이션 가용성 및 내구성 향상
• 지연 시간 단축(데이터 이동 시간 단축)
• 지역적 문제(예: 자연재해)가 발생할 경우 이중화 기능을 제공

참고: google cloud region 현황 https://cloud.google.com/about/locations?hl=ko

Edge Network

• 데이터 저장 및 컴퓨팅을 필요 지점에 최대한 가까이 가져오는 분산 컴퓨팅 패러다임
• 애플리케이션, 데이터 및 컴퓨팅 성능을 중앙 데이터 센터에서 멀리 밀어냄
• 데이터를 출처에 가까이 처리 및 분석함으로써 지연 시간을 줄이고 성능을 향상시키며 보안을 강화하는 것을 목표로 함

구글의 엣지 네트워크

• 구글의 엣지 네트워크는 ISP(인터넷 서비스 제공업체)와 연결되어 사용자의 트래픽을 관리
  • 캐시 관리: 자주 요청되는 콘텐츠를 사용자 근처에 캐시하여 빠른 액세스를 제공
  • ISP와의 연결: ISP와 협력하여 트래픽을 효율적으로 교환하고, 이를 통해 사용자에게 신속하고 안정적인 서비스를 제공
  • 고성능 인프라: 고성능, 고신뢰성, 저지연 서비스를 제공하기 위해 네트워크 인프라에 많은 투자 진행중