Bandwidth (대역폭)

📝 개념 정의

단위시간당 전송할 수 있는 데이터의 최대 용량

핵심:

공학: 특정 기능을 수행할 수 있는 주파수 범위의 폭
네트워크: 단위시간당 전송 가능한 데이터 최대 용량
용량(Capacity)과 밀접한 관계

🔢 단위

bps (bits per second)

초당 '비트' 수

주의: ❌ BPS, Bps (Bytes per second) - 잘못된 표기 ✅ bps (bits per second) - 올바른 표기

🌐 유/무선 인터넷에서 대역폭

유선 인터넷

데이터 전송 대역폭

500M급 인터넷 = 500Mbps
100M급 인터넷 = 100Mbps

주의:

10Gbit 이더넷 사용해도 네트워크 상황에 따라 성능 저하 가능

무선 인터넷 (WiFi)

주파수 대역

| 주파수 | 범위 | |--------|------| | 2.4GHz | 2.4 ~ 2.462GHz | | 5GHz | 5.180 ~ 5.850GHz |

주의: ❌ "2.4GHz 대역폭" - 틀린 표현 ✅ "2.4GHz 대역" - 올바른 표현

📊 처리량과 대역폭 관계

처리량 (Throughput)

단위시간당 실제로 처리되는 데이터 양

특징:

대역폭 용량 초과 불가
항상 대역폭 이하

비유: 물탱크와 파이프

물탱크 → [파이프] → 수도

- 흐르는 물의 양: 처리량
- 파이프 최대 용량: 대역폭

핵심:

파이프 내경 클수록 더 많은 물
100% 사용하지 못하는 경우 많음

⚠️ 대역폭과 속도

대역폭 ≠ 속도

관계:

네트워크 속도가 대역폭 값에 근접 → 대역폭 증가 시 속도 향상 가능
무조건적 조건 아님

영향:

데이터 처리량에 큰 영향
네트워크 성능에 영향
실제로는 용량(Capacity)과 더 밀접

🚫 병목 현상 발생 가능성

원인 1

노드 출력 > 회선 대역폭

노드 출력: 100
회선 대역폭: 1
→ 병목 발생

원인 2

다수 노드 → 한 노드 집중

Node1 (50) ↘
Node2 (50) → Target Node (대역폭 50)
Node3 (50) ↗
→ 병목 발생

💸 대역폭 낭비 원인

1. 주파수 분할 다중화 (FDM)

신호 간섭 예방 마진

채널1 | 마진 | 채널2 | 마진 | 채널3

예시:

라디오
TV

결과:

대역별 마진으로 대역폭 손실

2. 시분할 방식 (TDM)

점유 시간 손실

특징:

최근 IT 기기 주로 사용
대역폭 낭비 아닌 시간 손실

3. JWT 토큰 길이

모바일/웹 사용자 인증

JWT 토큰 길이 증가
→ 매 통신마다 큰 데이터 전송
→ 대역폭 낭비 심화

❓ 면접 질문 예시

Q1. 대역폭이란 무엇인가요?

답변: 대역폭은 단위시간당 전송할 수 있는 데이터의 최대 용량을 의미합니다. 단위는 bps(bits per second)를 사용하며, 네트워크 성능과 데이터 처리량에 큰 영향을 미치지만 실제로는 용량(Capacity)과 더 밀접한 관계를 가지고 있습니다.

Q2. 대역폭과 네트워크 속도의 관계는?

답변: 대역폭과 속도는 다른 개념입니다. 네트워크 속도가 대역폭 값에 근접할 경우 대역폭을 늘리면 속도가 빨라질 가능성이 있으나 무조건적인 조건은 아닙니다. 대역폭은 최대 용량을 의미하고, 실제 속도는 네트워크 상황에 따라 달라집니다.

Q3. 처리량과 대역폭의 차이는?

답변: 처리량은 단위시간당 실제로 처리되는 데이터의 양을 나타내고, 대역폭은 최대로 전송할 수 있는 용량입니다. 처리량은 대역폭 용량을 초과할 수 없으며, 항상 대역폭 이하입니다. 물탱크 비유로 설명하면 흐르는 물의 양이 처리량이고, 파이프의 최대 용량이 대역폭입니다.

Q4. 대역폭이 낭비되는 경우는?

답변:

주파수 분할 다중화 사용 시 신호 간섭 예방을 위한 대역별 마진으로 인한 손실
JWT 토큰 길이가 길어질수록 매 통신마다 큰 데이터를 주고받아 대역폭 낭비 심화 최근 IT 기기는 시분할 방식을 사용하여 대역폭 낭비가 아닌 점유 시간 손실로 해석해야 합니다.

Q5. 병목 현상이 발생하는 경우는?