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  1. 2006.08.11 속도와 밴드위스의 개념
engineering/Network Eng.2006. 8. 11. 13:53

현재상황을 말쓰드리겠습니다.

1. PC ↔ 더미허브 ↔ C2900 ↔ C5500 ↔ C3640  ===== T3 ===== C3640 ↔ C5500 ↔ 서버팜
 
  왼쪽의 C2900은 약 10대 정도이며, C2900 밑으로는 각각 7대 정도의 더미허브가 Cascade되어
  있습니다. PC 댓수는 약 600여대 정도 입니다.

2. MRTG 운영
  C3640의 Hssi를 MRTG로 모니터링 해서 보면, MAX IN 19메가 // MAX Out 10메가 정도 입니다.

3. 의사결정자의 요구사항
  그래프를 보면 30메가 만으로 충분하지 않느냐, KT와 쇼부쳐서(^^;;) 30메가로 줄여라,
  회선비 줄이자라고 요구함(30메가로 서비스 받는 곳 몇군대 있음).

4. 저의 의견
  서비스 제공에는 지장이 없겠으나, 서버팜으로부터 각각의 애플리케이션들이 다운로드
  받는 속도가 다소 느려지오니 30메가로 대역폭을 줄이는 것은 고려할 만한 사항이 아님.


핵심 쟁점을 말씀드리겠습니다.

1. 의사결정자 :
  - MRTG 그래프를 보면 30메가로도 충분 할 것 같은데 왜 속도가 느려지느냐?
    그만큼 사용자의 사용률이 높지 않다는 것이 아니냐?

  - 그리고, 왜 45메가를 풀로 사용을 안하고 inbound가 20메가 수준에서 머물러 있느냐?


2. 제 설명 :
  - 회선 대역폭(Bandwidth)는 도로에서의 차선과 제한 속도를 합친 개념 이다.

    때문에,  45메는 45차선//제한속도 90KM의 도로이고
    30메가는 30차선//제한속도 60KM의 도로 이다.

    그래서 30메가로 대역폭을 줄이면 서버팜과 PC간의 데이터 전송 속도가 다소 느려지는 것이다.

  - 모든 사용자의 PC가 단 1초도 쉬지 않고 계속해서 Data를 송, 수신하는 것은 아니지 않느냐
    5초, 5분의 평균 값이므로 그렇다.

위와같이 설명을 했는데 도저히 이해를 못합니다.
당연합니다. 저도 즉흥적으로 비유를 든 것이라서요..

질문 1. 제가 비유를 든 것이 적정한지요?
       한번에 Data가 들어오는 차선이 넓기 때문에 속도가 빠른 것이지,
       제한 속도라는 것이 있는 것은 아니지 않습니까?

질문 2. 정말 30메가로 줄일경우 전송 시간이 늘어 나는지요?

질문 3. 어째서 사용자가 가장 많이 사용하는 시간대에도
       MRTG 그래프의 MAX In이 45메가로 안나오는 것인지요?

       상식적으로 사용이 많으면 어느정도 45메가에 근접한 량이 나와야
       되는 것이 아닌지요?

       MRTG를 이용해서 적정 회선 대역폭을 산출하는 것이 가능할까요?


질문 4. 가장 궁극적인 질문이 되겠습니다. 속도와 BandWidth에 대한 개념이
       도무지 잡히지 않습니다. 설명 부탁 드립니다.


/ ohchungryum 한가지만 말씀드리죠. 님께서 말씀하신 사항은 장비의 성능을 무시한 결과이기때문에 이해하시기 어려운것입니다.
T3를 연결하고 있는 C3640의 경우 최대 전송 성능이 100메가정도 되는데, 이건 단순히 전송처리만 할경우의 시스코 측정치이고, 실제로 이 라우터에서 어떤 트래픽을 전송하는지, 패킷 포워딩외에 어떤 처리를 하고 있는지에 따라 전송 성능은 크게 달라집니다.
한가지 예를 보여드리면,
C3640의 최대 전송속도 : 50 - 70kpps
(1) 64byte 패킷의 경우
= 70,000 x 64 = 4.48M
(2) 1500byte 패킷의 경우
= 70,000 x 1500 = 105M

단순히 처리가능한 최대 패킷수를 70,000개로 봤을때 패킷의 사이즈에 따라 이렇게 큰 차이가 납니다.
아무리 유저의 사용량이 많은 시간대라고 하더라도 위 공식에 의하면 현실상 C3640의 경우 평균 최대전송량 30M를 넘기기는 어렵습니다.

위 네트워크는 라우터에서 병목현상이 일어나고 있을 가능성이 크니, 그쪽을 먼저 분석해서 해결하는게 우선적으로 해야할 일일듯 싶네요..-------한 유저분의 대답 ,이 의견에 관해서도 고수님들의 생각 부탁 드립니다..
09/15 09:52
/ 키미지투 사족) 어떤 넘의 성능이 100 이라고 가정했을때, 그넘이 100 을 다 쓰면 바꿔야 할까요??..
그건, 아니겠죠.. 장비(벤더)마다 그 수치가 틀릴 수 있고, End User 의 환경에 따라서도 많이 틀려집니다.
[그럼, 도대체 언제 바꿔(업그레이드)??] 가 Key 가 되겠져.. 내부 네트웍이 Clean 이라는 가정에서
(No Worms etc), 일반적으로 x % 를 넘어서면 개선(Upgrade)을 해라~ 고 합니다..
물론, 여기서 x 는 임계치이며, 각 항목마다 틀립니다.. 가장, 기본적인것이 Ethernet 40%, CPU 70%,
WAN 70% 등입니다.. 따라서, 위의 사항에서 HSSI(45M) 에서의 20M 는 50% 미만으로 적정한 수준을
유지하는 것이지만, 30M 회선에서 20M 사용은 거의 70% 에 육박하므로 제안하기가 쪼금 그렇네요.. ^^
09/15 10:43
/ 봉창 1. E1 이나 T3 회선에서는 속도와 밴드위스가 동일합니다. 유선에선 거의 동일하게 생각하고, 무선(무선랜, M/W, 위성회선, 셀폰)에선 다릅니다.
2. 의사결정자에게 아무리 설명해봐야 안 먹힐것 같군요. 이럴땐 제일 좋은 방법이 '남들도 이렇게 한다', '이렇게 하는게 표준이다', '회선 속도 줄이면 전체적인 네트워크 성능이 급격히 나빠질 수 있고, 이런 경우 책임을 누가 질것인가?', 등등의 다른 식으로 접근해 보세요. 기술적으로 아무리 설명해도 안먹히는 경우가 많거든요.



/  속도와 밴드위스의 개념 - skullq 님의 답변.

>현재상황을 말쓰드리겠습니다.

1. PC ↔ 더미허브 ↔ C2900 ↔ C5500 ↔ C3640  ===== T3 ===== C3640 ↔ C5500 ↔ 서버팜
 
  왼쪽의 C2900은 약 10대 정도이며, C2900 밑으로는 각각 7대 정도의 더미허브가 Cascade되어
  있습니다. PC 댓수는 약 600여대 정도 입니다.

제대로 된 속도를 즐기고 싶다면 더미허브를 전부 스위치롤 바꾸라고 권고하십시요


2. MRTG 운영
  C3640의 Hssi를 MRTG로 모니터링 해서 보면, MAX IN 19메가 // MAX Out 10메가 정도 입니다.

5/min average라는걸 알고 계시죠?

3. 의사결정자의 요구사항
  그래프를 보면 30메가 만으로 충분하지 않느냐, KT와 쇼부쳐서(^^;;) 30메가로 줄여라,
  회선비 줄이자라고 요구함(30메가로 서비스 받는 곳 몇군대 있음).

일단 의사결정자에게 64k, 128k, 256k, 768k, T1, E1, T3와 같은 속도규약에 대해서 이야기 하십시요.
그리고 metro라는것도 있다고 이야기를 하고요.. 그럴경우에 추가적으로 FastEthernet PA가 필요함을 이야기하고요..
물론 그렇게 하지 않더라도 KT와 쇼부쳐서 우린 30메가만 쓰겠다. 해달라고 떼쓰면 됩니다.

4. 저의 의견
  서비스 제공에는 지장이 없겠으나, 서버팜으로부터 각각의 애플리케이션들이 다운로드
  받는 속도가 다소 느려지오니 30메가로 대역폭을 줄이는 것은 고려할 만한 사항이 아님.

위에서 잘 이야기 해주면 됩니다. 이미 더미허브를 600대정도의 pc에 엮어놨다면 체감속도가 그리 좋진 않습니다. 누군가 공유폴더만들어놓고 파일전송만으로도 짜증나는 일이 발생하니까요

핵심 쟁점을 말씀드리겠습니다.

1. 의사결정자 :
  - MRTG 그래프를 보면 30메가로도 충분 할 것 같은데 왜 속도가 느려지느냐?
    그만큼 사용자의 사용률이 높지 않다는 것이 아니냐?

  - 그리고, 왜 45메가를 풀로 사용을 안하고 inbound가 20메가 수준에서 머물러 있느냐?

burst packet이라는것이 있습니다.. 우리는 모르지만... 늘 같은 속도로 계속 packet이 흐르지 않는답니다. 자세히보면 bandwidth도 한번씩 튀고 packet도 한번씩 튄답니다.. 위에서 말씀 드렸듯이 5min avg입니다.

2. 제 설명 :
  - 회선 대역폭(Bandwidth)는 도로에서의 차선과 제한 속도를 합친 개념 이다.

    때문에,  45메는 45차선//제한속도 90KM의 도로이고
    30메가는 30차선//제한속도 60KM의 도로 이다.

    그래서 30메가로 대역폭을 줄이면 서버팜과 PC간의 데이터 전송 속도가 다소 느려지는 것이다.

  - 모든 사용자의 PC가 단 1초도 쉬지 않고 계속해서 Data를 송, 수신하는 것은 아니지 않느냐
    5초, 5분의 평균 값이므로 그렇다.

위와같이 설명을 했는데 도저히 이해를 못합니다.
당연합니다. 저도 즉흥적으로 비유를 든 것이라서요..

질문 1. 제가 비유를 든 것이 적정한지요?
    & nbsp;  한번에 Data가 들어오는 차선이 넓기 때문에 속도가 빠른 것이지,
     & nbsp; 제한 속도라는 것이 있는 것은 아니지 않습니까?

질문 2. 정말 30메가로 줄일경우 전송 시간이 늘어 나는지요?


질문 3. 어째서 사용자가 가장 많이 사용하는 시간대에도
       MRTG 그래프의 MAX In이 45메가로 안나오는 것인지요?

   & nbsp;   상식적으로 사용이 많으면 어느정도 45메가에 근접한 량이 나와야
    & nbsp;  되는 것이 아닌지요?

   & nbsp;   MRTG를 이용해서 적정 회선 대역폭을 산출하는 것이 가능할까요?


질문 4. 가장 궁극적인 질문이 되겠습니다. 속도와 BandWidth에 대한 개념이
    & nbsp;  도무지 잡히지 않습니다. 설명 부탁 드립니다.

이부분은... 다른분의 글을 좀 인용을 하겠습니다.

http://blog.naver.com/snowcall.do?Redirect=Log&logNo=100004142265

속도(speed)와 대역폭(bandwidth)의 차이가 무엇인지 알고 싶습니까?
일반적으로 전용회선 T1일 경우 대역폭이 1.54Mbps라고 하던데, 그렇다면 WAN에서는 대역폭만 지정하고 속도 설정은 안해도 되는 것인가요? 반대로 LAN에서는 100Mbps 전이중이라고 할 때 100Mbps가 속도를 의미하는데, 대역폭은 별도로 지정하지 않아도 되는 것일까요??

<Answer>


엄밀히 따져서 LAN과 WAN은 서로 다른 기술로, 관심을 두는 기술적인 초점도 다르다고 볼 수 있습니다. 먼저 대역폭(bandwidth)을 정의하면 네트워크에서 이용할 수 있는 신호의 최고 주파수와 최저 주파수의 차이를 말합니다. 일반적으로는 통신에서 이용 가능한 최대 전송속도를 의미하는데, 이는 다시 말해 정보를 전송할 수 있는 능력을 뜻합니다. 기본 단위로는 bps를 사용합니다. 모뎀에서 전송속도가 28.8Kbps라는 것은 초당 2만 8800비트를 전송할 수 있다는 의미입니다.
이 와 달리 데이터 전송 속도는 주어진 시간(대개 1초) 내에 한 지점에서 다른 지점으로 옮겨진 디지털 데이터의 양을 말합니다만, 데이터 전송 속도는 주어진 양의 데이터가 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 속도로도 볼 수 있습니다. 일반적으로 주어진 경로의 대역폭이 크면, 데이터 전송속도도 더 빠릅니다. 통신에서의 데이터 전송은 보통 bps 단위로 측정됩니다. 컴퓨터에서는 데이터 전송속도를 초당 전송되는 바이트 수로 측정하는 경우도 종종 있습니다.
위의 정의를 통해 속도와 대역폭의 차이를 살펴보면, 기본적으로 대역폭이라는 용어는 매체가 지닌 주파수의 범위를 의미하는 것이며, WAN 구간에서는 이런 대역폭이 중요한 요인이기 때문에 초기부터 이 용어가 중요하게 사용된 것입니다. 이와 달리 LAN 구간은 이더넷을 쓰는 경우가 많기 때문에 굳이 매체의 대역폭이 얼마인가를 따질 필요가 없었습니다. 따라서 그냥 데이터 전송 속도라는 개념만이 존재하게 된 것입니다.
물론 일반적인 유선 데이터 네트워크에서는 서로 표현만 다른 비슷한 의미라고 생각해도 되지만, 만약 통신과 관련된 개발자의 입장이라면 전혀 다른 말이 될 수 있기에 확실하게 구분할 필요가 있습니다.




제 의견을 말씀드리자면...

제가 알고있는 bandwidth는 전송규약에 의해서 전기적으로 최대 bandwidth는 이미 정의가 됩니다. 이 위에 장비들에 의해서 처리되는 시간당 한계용량이 바로 speed가 될것입니다. ethernet을 예로 들자면... 조그만 라우터에 최대 1500byte의 mtu사이즈로 패킷을 보내는것과 가장 작은 64byte로 보내는것과의 speed는 다릅니다. 차이는 있겠지만.......
전 대충 이렇게 이해하면서 살고 있습니다....
ㅎㅎ


/  속도와 밴드위스의 개념 - 오리님의 답변

안녕하세요?

저도 한마디 거들어 보겠습니다. ^^



첫째로 장비 성능 관점입니다. 어떤 유저분인지 이 부분을 얘기했다고 하시니...


장비 성능 관점이라는 것은 CPU Processing 관점에서의 얘기입니다.

100M 이더넷에 정말로 100Mbps traffic을 보낼수 있는가?

저희는 자주 이런 성능시험을 하지요. S/W가 바뀔때마다 code가 추가되기도 하고,

빠지기도 하기때문에 CPU Processing 부하가 달라질수 있기때문이지요.

가장 작은 packet size부터 시작해서 최대 packet size까지 성능을 측정합니다.

똑같이 50Mbps의 Traffic을 전송하려면 작은 packet size일때는 그만큼 동일한

S/W routine이 여러번 반복된다는 의미이기때문에 그만큼 CPU 부하가 올라가게 됩니다.

1500bbyte를 1500byte packet을 보내면, CPU가 한번만 휙 돌면 끝나지만, 150byte로

쪼개서 보낸다면 동일한 routine을 10번이나 돌아야하기때문입니다.

100M 이더넷에 64byte로 열라 전송하는 시험을 하면, 20Mbps 정도만 되도 CPU

부하가 100%를 넘어가서 뻗어 버립니다. ㅠ.ㅠ



둘째로 대역폭과 speed 관점인데요.

E1과 T1을 예로 들어서 어떤게 speed가 빠른가요?

당근 E1은 2Mbps이고 T1은 1.5Mbps이니 E1이 빠르잖아요.

왜 빠른거죠?  2Mbit/sec와 1.5Mbit/sec 이게 속도잖아요.

예를 들어서 64byte packet을 2Mbit/sec, 1.5Mbit/sec로 전송한다면 각각 얼마의 시간이 걸릴까요.

(예를 들기 위해서 그냥 E1/T1 모든 채널로 data를 전송한다고 가정합니다.)

(64byte * 8bit)/2048000 = 250us

(64byte * 8bit)/1536000 = 333us


대역폭이 클수록 전송속도는 빠른데요. 이 것은 data가 physical link로 전송되는데 걸리는 시간인 transmission delay로

차이가 납니다. 위에 계산한 값이 바로 transmission delay를 계산해 본 것입니다.

이런 transmission delay의 차이로 인해 발생될 수 있는 현상은 queuing 발생과 drop입니다.

무슨 말인고 하니 5분간 traffic average가 20Mbps라고 하면 어떤 순간의 100ms동안에는

보통 3~4배내지는 그보다 더 높은 burstness가 발생하는 시간이 있게 마련입니다.

그러한 bursness가 발생할때, physcal로 전송하기 전에 queuing을 해주어야 하는데,

전송속도가 느리면 그만큼 많은 queuing이 발생하게 됩니다. queue depth에 따라서는 drop이 발생할 수도 있구요.

delay나 drop은 재전송을 유발하여 network의 또다른 congestion을 유발할 수 있는 놈들입니다.


vendor마다 권고하는 적정수준의 usage가 있고,  CPU 부하나 link usage등에 대한 증설 시점을

70%로 권고하는 경우가 많습니다. 권고수준이 이상의 usage에서는 vendor도 정상동작을 보장할 수

없다는 의미이므로 가능한 권고하는 수준 이하에서 놀도록 하는게 좋겠지요.



음!! 횡설수설했는데, 뭔가 도움이 될만한 내용인지 모르겠네요. 헐~~~!


/ skullq 아주 유익한 글이었습니다. 특히 장비개발측면에서 테스트방법과 매번 고민하는 내용들은 나름대로 bmt시 참고가 많이 될거 같습니다. 09/15 12:20
/ 봉창 저도 재밌게 봤습니다. 상당히 수준이 높은 글입니다. 어지간한 사람은 한 두번 읽고는 이해 못할 수준일 듯...... 저도 대여섯번 읽었습다. 계속 부탁 드립니다. 09/15 12:38
/ 멜랑꼴리 유익한 글이었습니다.. 09/15 13:09
/ ohchungryum 답글 주신 분들 감사 드립니다..굉장히 수준이 높으시군요..저도 여러번 반복해서 읽고 있습니다.. 09/15 13:37
플라잉쭌 엄청난 수준의 글이군요... 유익한 글 감사합니다. 이해될때까지 눈알 빠지게 읽어야죠..으흐흐 09/15 14:09
/ 키미지투 마저마저~~ 난 언제쯤 이런 수준의 답을 달 수 있을지.. ㅎㅎ 감솨감솨~~ 09/15 15:36
/ 오리 에고!! 왜들 그러시나요!! 얼굴이 뜨끈뜨끈해 지넹!!! 09/15 16:34
/ 돈스코 글 잘읽었습니다. (64byte * 8bit)/2048000 = 250us <== 이건 64byte/(2048000bit/8) = 250us 이것의 오타겠죠?
한가지 질문사항이 있는데 media type에 따라서 MTU라는게 있는데 그러면 실제 전송 패킷사이즈는 응용소프트웨어에서 정하게 되는건가요? 전송되는 패킷사이즈의 크기를 정하는 원리에 대한 추가설명을 듣고싶습니다.^^
09/15 18:45
/ 오리 (64byte * 8bit)/2048000 = 250us <== 이건 64byte/(2048000bit/8) =======> 같은 의미인데요. 하나는 byte를 bit로 변환해서 bit로 나눈거고... 뒤에꺼는 나누는쪽을 byte로 바꿔서 나누는거고... 결국은 같은 얘기에요. 패킷사이즈의 크기를 정하는 것은 없읍니다. application에서 보낼 데이터의 크기가 얼마냐에 따라서 그냥 보내는 것이니까요. application이 큰 패킷을 보내면 TCP->IP를 거치면서 Fragmentation을 하는 것이구요. application이 MTU보다 작은 패킷을 보낸다면 그냥 그대로 전송되는 것이겠지요. 09/15 19:48
/ 돈스코 잠시 착각햇네요.ㅎ, 역시 응용프로그램에서 .. 그렇다면 이게 데이타의 전송속도에 미치는 영향이 크겠군요..
패킷사이즈를 정하는 원리는 프로그래머분들이 설명을 해주시면 좋을듯.. 암튼 잘 알겠습니다.~
09/15 20:02
/ 멜랑꼴리 transmission delay에 대해서 SMB application을 가지고 일반 L2장비에서 Switching(1:1 unicast 통신)해 보시구요....각 packet size별(64,128,512,1024,1518byte)로 비교해 보시면 차이를 느끼실 수 있을 겁니다...참고로 그냥 L2장비에서 switching하는것과 media-convertor를 통해 통신하는 것도 같이 비교해 보세요~ 성능이 딸리는 media-convertor의 경우 packet이 100% switching되지 않고 빠질 수 있거든요... 09/16 01:00
/ 제브라 tramsmission delay에 관련된 데이타처리 속도가 궁금했었는데 이제 조금 이해가려하네요,,,정말 잘 읽었습니당
^ㅡ^
09/16 10:25

Posted by theYoungman