대역폭(Bandwidth)

대역폭(Bandwidth)에 대한 이해

1. 대역폭이란?

대역폭(Bandwidth)은 공학에서 특정 기능을 수행할 수 있는 주파수 범위의 폭을 의미합니다. 이는 신호 주파수의 높고 낮음과는 관계가 없습니다. 네트워크에서는 대역폭이란 단위시간당 전송할 수 있는 데이터의 최대 용량을 의미합니다. 많은 사람들이 네트워크 속도와 대역폭을 혼동하지만, 대역폭은 데이터 처리량과 네트워크 성능, 속도에 큰 영향을 미치는 요소입니다. 대역폭은 용량(Capacity)과 밀접한 관계가 있습니다.

2. 단위: bps (bits per second)

대역폭은 bps(bits per second, 초당 비트 수)로 표현됩니다. 일부는 BPS 또는 Bps로 표기하기도 하지만 이는 잘못된 표기입니다. BPS와 Bps는 Bytes per second(초당 바이트 수)를 의미합니다.

3. 유/무선 인터넷에서 대역폭

유선 인터넷
유선 인터넷에서 대역폭은 주파수 대역폭을 의미합니다. 예를 들어, 인터넷 회선 약정 시 500M급, 100M급 인터넷이라는 표현은 데이터 전송 대역폭을 의미합니다. 10Gbit 이더넷을 사용하더라도 네트워크 상황에 따라 성능이 저하될 수 있습니다.

무선 인터넷
무선 인터넷에서 흔히 사용하는 Wifi는 2.4GHz(2.42.462GHz)와 5GHz(5.1805.850GHz) 두 가지 주파수를 사용합니다. 2.4GHz 대역폭, 5GHz 대역폭이라고 표현하는 것은 틀린 표현입니다.

4. 네트워크 처리량과 대역폭 관계

처리량은 단위시간당 실제로 처리되는 데이터의 양을 나타내며, 이는 대역폭 용량을 초과할 수 없습니다. 예를 들어, 물탱크에서 수도까지 펌프를 통해 물이 흐르는 파이프를 가정했을 때, 흐르는 물의 양이 처리량이며, 파이프를 통해 최대로 흐를 수 있는 물의 양이 대역폭입니다. 파이프를 100% 다 사용하는 경우 파이프 내경이 클수록 더 많은 물이 흐르지만, 언제나 100% 다 사용하지 못하는 것과 같은 원리입니다.

5. 대역폭에 따른 병목현상 발생 가능성

대역폭에 따른 병목현상이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 100의 네트워크 출력을 가진 노드가 대역폭이 1인 회선을 이용할 때 최대 출력으로 데이터 전송을 하는 경우나 다수의 노드로부터 한 노드에 집중되는 트래픽이 회선 대역폭을 초과하는 경우 등이 있습니다.

참고자료 : https://github.com/devSquad-study/2023-CS-Study/blob/main/Network/network_bandwidth.md