내부망 구성시의 공유기, 스위치 연결 순서에 따른 속도에 대하여 | 기가비트 인터넷 활용하기

내부망 구성시의 공유기, 스위치 연결 순서에 따른 속도에 대하여 | 기가비트 인터넷 활용하기

 이번 게시글에서는, 지난 게시글에서 이야기했었던 내부망 구성에 있어서의 실제 속력 저하와 상승을 검증해보는 게시글이다. 절대적인 측정 결과는 아니며, 굉장히 제한된 범위(특정 제품들에 의한)의 결과임을 밝혀둔다. 이러한 결과는, 향후 내부망을 기가비트 이상으로 구축하려고 할 때에, 어떻게 구성하면 성능상의 우위를 얻을 수 있을지 고민하는 사람들에게 도움이 될 것으로 예상된다. 개인적으로는 나의 예상이 어느 정도 맞아떨어져서 기쁘기도 하지만, 벤치마크를 돌리면서 말도 안 되는 숫자들을 봐서 약간 어이가 없었다. 별다른 차이가 안나는 것이 이상적이고, 실제로는 예상에 가깝게 나오기도 했지만, 차이가 좀 크게 나왔으니 기대해보도록 하자.

내부망(LAN)과 외부망(WAN)에 대하여 | 기가비트 인터넷 활용하기

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장치 구성

케이블: iBUFFALO 이더넷 케이블 CAT 6A 1m 내지, 2m로 전부 구성하였다. 다만, 기가비트 랜을 입력할 수 없는 기기들에는 cat 5e 정도를 물려두었다. (선 하나당 2500원 선)

공유기: ASUS RT-AC59U (한국에서는 9만원 정도, 나는 3만 원 정도에 일본에서 구매)

스위치: TP-Link 8포트 스위치 LS108G (점보 프레임 16KB, 스위칭 캐퍼시티 16기가 비트(바이튼가?), 일본에서 2만 원 선)

NAS: 라즈베리파이 4 B 램 4기가 + 4TB 외장하드(좀 오래되서 성능 이상함, EXT4)

PC: DELL XPS 13 7390 (+ 적당한 기가비트 어댑터)

그외: 오렌지파이, 라즈베리파이 1, 맥북 프로 16인치 등등이 항시 연결 중

 

대략적인 실제 구성 모습. 다른 물리적인 기기에 물린 기기들도 표시된다.

공유기의 경우 AP모드로 설정했다(리피터 모드가 없음 ㅠ)

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성능 측정 결과

실제 측정 결과 요약본. 자세한 내용은 하단을 참고 하자.

 먼저 다음과 같이 2가지 경우로 나누어서 속도를 측정했다.

• 인터넷(모뎀 겸 라우터) - 공유기(AP모드) - 스위치
• 인터넷(모뎀 겸 라우터)  - 스위치 - 공유기(AP모드)

 그리고 각각에 대하여 NAS와 PC를 스위치에 연결하냐, 공유기에 연결하냐로 총 4가지 경우로 나누어서 속도를 측정했다.

 총 16 패턴이라고 할 수 있을 것이다. 참고로 실제 측정 순서의 경우, 오른쪽을 전부 측정한 뒤 왼쪽 표를 측정했다.

 

 1기가 바이트의 용량을 기준으로 5번씩 읽고 쓰는 설정으로 벤치마크를 진행하였다.

 

 NAS로써 성능을 크게 체감할 수 있는 부분은 순차 성능이라고 판단하였기에, 순차 성능을 기준으로 이야기해보겠다.

순서의 경우 상상에 맡긴다.

역시 순서의 경우 상상에 맡긴다

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결론!

공통된 경향

 공유기와 스위치 순서와 관계없이 다음과 같은 경향이 있었다.

• 공유기 연결 시, 쓰기 속도 빨라짐
• 스위치 연결 시, 읽기 속도 빨라짐 

 이러한 경향은 아래와 같은 경우에 더 두드러지게 나타났다.

• PC - 공유기 연결 시 쓰기 빨라지는 폭 큼(최대 2.5MB 정도)
• NAS - 스위치 연결 시 읽기 빨라지는 폭 큼(최대 20MB 정도)

 하지만, 여기서 "공유기 - 스위치"와 "스위치 - 공유기 " 연결의 차이가 발생했다. 구체적으로는, 후자의 경우가 해당 경향이 덜 하게 나타나면서 속도의 변동이 별로 크지 않았다는 점이다. 

 

결론

 표에서 가장 좋은 성능은, 인터넷 - 공유기 - 스위치로 연결한 뒤, 둘 다 스위치에 물리는 쪽이 가장 성능이 좋았다. 즉 최대한 공유기는 인터넷과 스위치 사이를 중개해주기만 하고, 그 외의 장치는 전부 스위치에 집중시키는 쪽이 성능 자체는 가장 빠르다는 결론이다. 다만, 이는 모든 슬롯을 채운 다음 서로를 연결했을 때에는 다른 연결의 경우의 수도 고려해야 하기에 최선의 방안은 아닐 수도 있다.

인터넷 - 공유기 - 스위치

• 쓰기 약간 고성능 (평균 기준 0.9MB)
• 공유기 쪽에 연결되는 읽기 성능 조금 많이 느림 (약 7MB 저하)
• 성능 편차 심함(최대 최소 차이가 순차 동시 읽기 25MB, 순차 단일 읽기 9.2MB, 순차 동시 쓰기 1.7MB, 순차 단일 쓰기 1.1MB)

 

인터넷 - 스위치 - 공유기

• 안정적인 성능(최대 최소 차이가 순차 동시 읽기 4.9MB, 순차 단일 읽기 4.9MB, 순차 동시 쓰기 2.5MB, 순차 단일 쓰기 2.3MB)
• 안정적인 읽기 성능(편차 없이, 평균 기준 1~12MB 높음)

 

 실제로 나의 사용 패턴의 경우, 나스와 크고 작은 개발 보드들은 읽기 성능이 중요하고, 맥북과 XPS의 경우 쓰기 성능이 약간 더 중요하다고 할 수 있기에,  인터넷 - 스위치 - 공유기로 연결한 다음, NAS와 개발 보드들을 스위치에, 핸드폰이나, 맥북과 XPS를 공유기 측에 연결하는 것이 가장 안정적이고 읽기 성능을 챙길 수 있다고 볼 수 있다. 무엇보다, 인터넷 - 공유기 -스위치로 연결했을 때처럼 극단적으로 읽기 속력이 떨어지는 일이 발생하지 않기 때문에 이렇게 사용하게 될 것 같다.

 

왜 이런 결론이 나왔을까? 

 뇌피셜로 간단히 추정해보자면, 공유기가 램 용량이 128 메가라서 쓰기가 유리한 반면, 스위치는 회로 구조상, 그리고 16KB의 점보 프레임을 활용할 수 있어서 읽기가 유리한 것 같다.

 이번과 같은 설정으로 그 외에 공유기를 인터넷 쪽에 먼저 연결할 경우, 스위치를 통해서 유튜브에 접속 중이기 때문에 그만큼 인터넷의 읽기 속도가 느려졌다고 생각된다(허브처럼 속도가 떨어지는, 사실상 허브 같은 느낌). 반면, 스위치의 경우에는 내부 접속의 경우에는 인터넷을 쓰고 있든 말든 간에 서로의 연결의 대역폭은 유지되기 때문에 (스위칭 캐퍼시티 16기가 비트) 읽기 속도가 계속해서 일정하게 나오는 것으로 추정된다.

 애초에 장비 특성상으로는 "인터넷 - 스위치 -공유기"로 설정하는 것이 맞다는 생각이 든다.

 

한계점

 쓰기 속력이 좀 더 충분한 외장하드로 테스트해보지 않았기 때문에 쓰기의 경우 얼마든지 뒤집힐 수 있다. 또한, 나처럼 콘텐츠를 소비하는 환경(다운로드가 많은 환경)이 아닌, 콘텐츠의 업로드가 많은 환경(업로드가 많은 환경)의 경우에는 결과가 얼마든지 뒤집어질 수도 있다. 애당초 후자와 같은 환경이라면 기가비트 인터넷을 신청해야겠지만.

 또, 애시당초 유튜브를 시청하는 환경이었기에 다운로드 속력의 경우 약간 요동쳤을 가능성이 있다. 물론 실사용을 가정하고 측정한 것이기에 큰 의미는 없겠지만... 언젠가 딱 벤치마크를 돌리는 기기들만 꼽고 순수 성능을 측정해보는 것도 좋을 것이다.

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덤( 공유기 성능 벤치)

 진짜 덤이다. ASUS RT-AC59U를 집에 있는 100Mb의 인터넷에 물렸을 경우의 벤치로, 기가비트 인터넷의 경우 훨씬 더 빠를 것이다..

	2.4G 와이파이	5G 와이파이	원래 와이파이	LTE(AU용 + 소프트뱅크 회선)
다운로드(Mbps)	16.7	28.8	18.6	6.37
업로드(Mbps)	11	16.1	11.8	3.55
손실률(%)	8.5	0.6		0.0
핑(ms)	10	4	32	25

•  2.4G의 경우, 원래 와이파이보다 약간 느려지고 손실률도 올라갔다. 하지만 핑이 3분의 1로 줄어들었다.
•  LTE의 경우, 핸드폰이 AU에서 구매한 폰이지만, 회선은 라인모바일의 소프트뱅크 회선이기 때문에 가장 성능이 안좋았다.
•  5G의 경우, 그냥 압도적인 성능인데다가 핑도 확실히 적었다.

참고자료

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맺음말

 이번 게시글에서는 실제로 벤치마크를 통해서 내부 네트워크를 어떻게 구성하는 것이 좋을지 생각해보았다. 의외로 공유기의 읽기 성능 저하 부분이 약간 있어서 역시 스위치가 성능이 아주 좋다는 생각이 들었다. 반대로 쓰기도 양이 많아졌다면 공유기의 성능 저하가 두드러지지 않았을까 추측해보는 부분이다. 내부 네트워크를 어떻게 구성할까 고민하는 분들에게 도움이 되기를 바라며 이만 글을 마친다.

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