Bandwidth(인터넷 속도) vs. latency(지연속도)

Bandwidth(인터넷 속도) vs. latency(지연속도)

Bandwidth(인터넷 속도)란 무엇인가?

밴드와이드가 너 높을수록(더 넓은수록) 더 좋다. 하지만 이게 정확히 의미하는게 뭘까? 많은 사람들은 밴드와이드를 인터넷 스피드를 나타내는 단어로만 생각한다. 이건 정확한 표현이 아니다. 밴드와이드는 얼마나 많은 데이터가 특정한 시간에 하나의 노드에서 다른 노드로 전송될 수 있는지에 대한 측정 단위다. 밴드와이드는 다운로드와 업로드가 존재한다.
　
우리가 인터넷 연결에 관해 이야기 할 때, 그건 얼마나 많은 양의 데이터가 서버로부터 당신의 디바이스에 다운로드 될 수 있는지에 대한 측정치가 된다. 예를 들어, 다운로드 속도가 50Mbps(Mega Bits Per Second)라면, 초당 서버에서 다운로드 할 수 있는 데이터의 양이 초당 50메가 라는 의미이다. 보통 당신의 실제 밴드와이드는 최대 밴드와이드보다 작을 것이다. 왜냐하면 인터넷 혼잡이나 그외 외부적인 요인 때문이다.

latency(지연속도)란 무엇인가?

지연속도가 낮으면 낮을 수록 좋다. 지연속도는 최종 서버에서 돌아는데까지 걸리는 시간을 의미한다. 이것을 테스트하기 위해서, 당신의 컴퓨터는 외부서버에 핑을 보내고, 시그널이 송신된후 착신될 때가지의 걸린 시간을 측정한다.
　
지연속도는 낮으면 낮을수록 좋은데, 이는 당신이 액션을 취하고 부터(클릭을 하든, 스크린을 내리든) 결과를 보기까지의 시간이 짧다는 의미이기 때문이다.
　
당신이 인터넷 연결에 요청을 날릴때마다, 그것은 서버에 신호를 보내게 되고 그 신호에 따라 서버로부터 레스폰스를 받아온다. 이것은 매우 짧은 간격으로 이루어지게 되며, 지연속도는 ms단위로 측정되게 된다.

latency(지연속도)에 영향을 미치는 요소들

1. 전파 지연(propagation delay)

   • i) 보내는 측에서부터 받는 측까지 메시지가 전달되는 데 필요한 시간의 양. 따라서 거리의 영향을 받는다.
   • ii) 전파 속도(propagation speed)는 빛의 속도(약 3*10^8 m/s). 하지만 구리선 또는 광섬유(fiber-optic) 케이블을 통해서 패킷이 전달되므로 실제 속도는 더 느리다. 빛의 속도와 패킷이 전달되는 속도의 비율은 물질의 굴절률(refractive index)로 알려져 있다. 이 굴절률이 커질수록, 빛이 이동하는 속도는 느려진다.
   • iii) 경험상 광섬유 케이블에서 빛의 속도는 약 200,000,000 m/s다. 이 경우 실질적으로 뉴욕과 시드니 사이의 왕복시간(RTT, Round Trip Time)은 200300 msec로 0.20.3초 정도 소요된다.
   • iv) 전파지연 = 거리 / 전파 속도
   • v) 예제: (4,800 * 1,000) / (3 * 10^8) = 0.016 s
     • 빛의 속도를 계산하기 편하게 3*10^8로 가정, 거리 단위는 m

2. 전송 지연(transmission delay)

   • i) 링크로 모든 패킷의 비트를 넣는 데 필요한 시간의 양
   • ii) 전송 속도(transmission rate)는 채널 용량(capacity of channel)이라고도 불린다.
   • iii) 전송 지연 = 패킷의 길이 / 링크의 데이터율(*data rate)
     • 데이터율(Data Rate): 데이터 단위(비트,심볼,패킷 등)가 전송되는 속도(비트율 또는 심볼률 등)를 총칭, bps(초당 비트 수) = bits / seconds.
   • iv) 예제: 1,000,000 / (64 * 1,000) = 15.625 s
   • v) 예제2: 10Mb 파일을 1Mbps와 100Mbps 두 링크를 통해 전송한다고 가정
     • a. 1 Mbps 링크를 통할 경우 전체 파일을 전선에 올리는 데 10초가 걸릴 것이다
     • b. 100 Mbps 링크를 통할 경우 전체 파일을 전선에 올리는 데 0.1초가 걸릴 것이다.

3. 처리 지연(processing delay)

   • i) 패킷의 헤더를 처리, 비트 레벨의 에러 체크, 그리고 패킷의 도착지를 결정하는 데 필요한 시간.
   • ii) 패킷 처리 지연: 라우터 등에서 전체 패킷을 받고 처리 전달하는데 걸리는 지연
   • iii) 패킷 스위칭/

4. 라우팅 지연: 패킷을 스위칭/라우팅하는데 드는 지연

5. 대기 지연(queuing delay)

   • i) 들어오는 패킷이 처리될 때까지 큐에서 대기하는 시간의 양

Bandwidth(인터넷 속도)와 latency(지연속도)의 차이는 무엇인가?

위의 정의에도 불구하고 이해가 쉽지 않다면, 다음의 예로 이해해보자. 네트워크를 강으로 비유할 수 있는데, 강의 폭이 bandwidth라면, 상류에서 하류까지 물이 흘러가는 속도를 latency라고 비유할 수 있다. 강의 폭이 넓고 깊을 수록 일정시간에 흘려보낼 수 있는 물의 양은 더 많다. 또한, 강이 굽이 지거나, 흐름을 방해하는 요소가 없을 수록 하류까지 더 빨리 다다를 수 있을 것이다.

인터넷속도와 지연속도는 당신에게 어떤 영향을 미치는가?

Gaming

대부분의 게임은 매우 빠른 인터넷 속도를 요구하지는 않는다. 따라서 밴드와이드가 게임에 미치는 영향은 미미하다.(동시에 여러사람이 같은 bandwidth로 동시에 접속한 상황이 아니라면). 보통 게임은 당신의 컴퓨터와 콘솔에 인스톨되어 있어서 asset을 로컬에 갖고 있기 때문에, 게임을 하는 동안 서버와 당신의 로컬이 정보를 공유해야하는 상황은 그리 많지 않다. 오직 당신의 로컬 디바이스와 서버의 싱크를 맞추는 데만 인터넷 속도가 영향을 미친다.
　
하지만 지역속도는 실시간 온라인 게임에서는 가장 중요한 요인이다. 높은 지연속도는 게임에서 랙을 유발하고 당신의 캐릭터의 액션과 당신의 클릭 사이에 긴 간격을 유발한다. 쉽게말하면 당신이 총을 발사하기 전에 이미 죽어있을 수도 있다는 것이다. 하지만 당신은 서버에서 신호가 당신의 로컬에 도착할때까지 당신의 캐릭터가 죽어있는지 조차 모를 것이다.

Streaming

스트리밍은 서버에서 컨텐츠를 리얼타임으로 다운로드 받아오기 때문에, bandwitdth는 당신의 스트리밍 영상을 보는데 가장 주요한 영향을 미치는 요인이다. 왜냐하면 스트리밍은 모든걸 다운로드 받은 상태에서 영상을 보여주는 것이 아니라, 최소한만 다운로드 한 상태에서 다운로드를 진행하면서 영상을 플레이 시켜주기 때문이다.
　
낮은 bandwidth는 2가지 방식으로 영향을 미친다. 먼저 끔찍할 정도로 자주 그리고 긴 버퍼링을 요구하거나 낮은 데이터 퀄리티를 야기하게 된다.

Video chat

페이스타임이나 스카이프와 같은 피디오 채팅은 bandwidth와 latency의 영향을 동시에 받는다. 낮은 bandwidth는 비디오 채팅의 퀄리티에 영향을 미치고, 화질을 선명하지 않게 한다. Latency은 싱크 이슈나 영상이 움직이지 않고 멈춰있는 현상을 야기한다.

Browsing

당신의 웹 브라우징 경험은 형편없는 인터넷 연결의 영향에 취약하다. 낮은 bandwidth은 페이지 이동시 매우 느린 이동을 야기시킨다. 그리고 높은 latency는 페이지의 로딩자체에는 영향을 미치지 않겠지만 페이지 이동시 렉을 유발하는 요소다.

참고

• https://www.highspeedinternet.com/resources/bandwidth-vs-latency-what-is-the-difference
• https://blog.daum.net/endlessole/174