오늘날 연결된 세상에서 속도는 모든 것을 결정합니다. 개발자들은 실시간 비디오 통신, 인터넷 통화, 즉각적인 메시징이 데이터가 한 지점에서 다른 지점으로 가능한 한 가장 빠른 속도로 전송되는 것에 의존한다는 것을 알고 있습니다. 결국, 성능 문제로 인해 사용자가 애플리케이션과의 상호작용을 중단할 것입니다.
네트워크 성능을 방해하고 사용자에게 저품질 경험을 제공하는 다양한 문제가 존재합니다. 이 중 하나가 패킷 손실입니다.
개발자로서 귀하의 목표는 애플리케이션에서 패킷 손실을 방지하는 것입니다. 이를 위해 패킷 손실이 무엇인지 및 이를 방지하는 방법을 설명하는 이 가이드를 제작했습니다. 하지만 그 전에 사용자의 관점에서 “왜 패킷 손실이 발생할까요?”라는 질문에 먼저 답변해야 합니다.
패킷 손실이란 무엇인가요?
네트워크 패킷 손실을 정의하기 전에 먼저 데이터 패킷이 무엇인지 알아야 합니다.
인터넷을 통해 전송하는 모든 데이터는 먼저 작은 데이터 조각으로 분할된 후 목적지에 도착하면 다시 조합됩니다. 이 조각들이 바로 패킷입니다.
패킷을 우편 서비스로 전송되는 편지로 상상해 보세요. 실제 편지 내용은 원시 데이터이며, 편지 봉투에 기재된 발신자와 주소는 헤더입니다. 이 헤더는 데이터 패킷이 목적지에 도착하도록 필요한 정보입니다. 추가적인 메타데이터도 데이터 전송을 더욱 정교하게 만들기 위해 사용됩니다.
그러나 데이터 패킷은 항상 목적지에 도착하지 않을 수 있습니다. 네트워크 과부하, 소프트웨어 오류, 해킹 등으로 인해 패킷이 손실될 수 있습니다. 이를 패킷 손실이라고 합니다.
패킷 손실은 전송된 총 패킷 수 대비 손실된 패킷의 비율로 표현됩니다. 예를 들어, 30개의 데이터 패킷을 전송했는데 24개만 도착했다면 이는 20%의 패킷 손실입니다.
다행히도 손실된 패킷은 영원히 사라지지 않습니다. 전송 제어 프로토콜(TCP)과 같은 특정 네트워크 프로토콜은 손실된 패킷을 재전송하여 데이터가 목적지에서 완전하게 전달되도록 합니다.
불행히도 이는 더 많은 대역폭과 시간을 소비하여 지연 시간과 지터(jitter)를 증가시킵니다. 또한 과도한 패킷 손실은 네트워크의 처리량을 감소시킬 수 있습니다. 전반적으로 이러한 요인은 사용자 경험 저하와 생산성 감소로 이어집니다.
다양한 응용 프로그램은 패킷 손실을 서로 다른 방식으로 나타냅니다. 이메일이나 인스턴트 메시징과 같은 비동기 통신은 메시지 수신에 지연만 발생시킵니다. 파일을 다운로드할 때 패킷 손실은 다운로드 시간을 증가시킵니다. 이는 이상적은 아니지만 대부분의 경우 용납 가능합니다.
패킷 손실은 VoIP 통화나 비디오 컨퍼런싱과 같은 실시간 응용 프로그램에서 큰 문제가 됩니다. 2%의 작은 패킷 손실만으로도 통화 끊김, 음성 왜곡, 영상 깨짐이 발생하며, 최악의 경우 통화가 끊어질 수 있습니다.
User Datagram Protocol (UDP)을 사용한다면 패킷 손실의 영향이 더 명확히 나타납니다. 이는 표준 TCP와 달리 UDP가 손실된 패킷을 재전송하지 않기 때문입니다. 대신 연결을 종료하고 세션을 완전히 중단합니다.
최악의 경우 패킷 손실은 데이터 손실이나 파일 손상으로 이어질 수 있습니다. 이는 이미지에서 빈 공간이 생기거나 음성이 심하게 왜곡되는 현상을 초래할 수 있습니다. 패킷 손실은 해커가 공격에 활용할 수 있는 보안 취약점으로도 작용합니다.
왜 패킷 손실이 발생할까요?
패킷 손실이 무엇인지 알았으니, 다음 질문은 “왜 패킷 손실이 발생할까요?”입니다.
패킷 손실을 유발하는 요인은 다양합니다. 이를 이해하는 것이 패킷 손실을 제거하는 방법의 핵심입니다.
가장 큰 원인은 네트워크 과부하입니다. 따라서 “왜 내 패킷 손실이 이렇게 높은 걸까?”라고 궁금해했다면, 네트워크 과부하가 첫 번째로 조사해야 할 대상입니다.
과부하는 제한된 대역폭을 통해 너무 많은 데이터가 전송될 때 발생합니다. 예를 들어, VoIP 통화를 하면서 다른 사람이 온라인 게임을 하고 큰 파일을 다운로드하면 네트워크 속도가 느려질 수 있습니다.
이것은 교통량이 많은 시간대에 좁은 도로를 지나가는 차량이 많은 상황과 비슷합니다. 이 경우 패킷은 네트워크를 통해 전송되기 위해 차례를 기다릴 수밖에 없습니다.
불행히도 패킷이 너무 오래 지연되면 네트워크는 이를 무시하거나 버릴 수 있습니다. 이는 당연히 패킷 손실과 높은 지연 시간을 초래합니다.
네트워크 하드웨어도 패킷 손실을 유발할 수 있습니다. 오래된 방화벽과 라우터는 성능이 저하되어 전체 네트워크 속도를 늦출 수 있습니다. 결함이 있는 케이블도 신호 흐름을 방해하여 패킷 손실을 초래할 수 있습니다.
구형 펌웨어를 사용하는 하드웨어는 최신 업데이트가 적용된 하드웨어보다 네트워크를 효율적으로 처리하지 못할 수 있습니다. 특히 방화벽 액세스 규칙의 잘못된 구성도 패킷 손실에 영향을 미칠 수 있습니다.
무선 연결 문제도 있습니다. 편의성에도 불구하고 Wi-Fi는 환경 간섭에 훨씬 더 취약해 패킷 손실을 유발할 수 있습니다.
소프트웨어의 중대한 오류도 불필요한 패킷 손실을 초래할 수 있습니다. 예를 들어, 버그가 예상치 못한 네트워크 작업을 실행해 더 많은 혼잡을 일으키고 패킷 손실을 증가시킬 수 있습니다. 최악의 경우 보안 취약점으로 이어질 수 있으며, 이는 패킷 손실의 주요 요인 중 하나입니다.
실제로 '패킷 드롭 공격'이라는 특정 공격은 해킹된 라우터가 임의로 패킷을 손실시키는 방식입니다. 이는 대상 네트워크를 방해하기 위한 서비스 거부 공격의 한 유형입니다. 이 현상이 발생했을 때의 대표적인 징후는 패킷 손실 비율이 갑자기 급증하는 것입니다.
패킷 손실을 방지하는 방법
이제 '패킷 손실이란 무엇인가?'라는 질문에 답했으니, 이를 방지하는 방법을 알아보겠습니다.
사용자가 패킷 손실을 해결하기 위해 할 수 있는 조치
하드웨어 확인
가장 간단하고 명백한 단계는 하드웨어 연결을 확인하는 것입니다. 모든 케이블이 손상되지 않았는지 확인하세요. 또한 사용하는 케이블의 유형도 중요합니다. 수십 개의 동시 연결을 처리하는 소규모 기업이라면 Cat 5 또는 6 케이블을 사용하는 것이 권장됩니다.
인터넷 요금제 업그레이드
인터넷 요금제를 더 높은 대역폭으로 업그레이드해 보세요. 조직인 경우 더 나은 WAN 제공업체로 전환하는 것도 고려해 보세요.
강력한 라우터 사용
지속적인 패킷 손실이 발생한다면 고성능 라우터로 업그레이드하는 것도 고려해 보세요.
유선 연결로 전환하세요
Wi-Fi 연결을 사용 중이라면 유선 연결로 전환해 보세요. 만약 불가능하다면 라우터에 더 가까이 위치해 신호 방해를 최소화하세요. 또한 라우터의 5GHz와 2.4GHz 주파수 대역에 장치를 균형 있게 분배해 혼잡을 줄이세요.
네트워크 활동 중복 방지
네트워크 활동을 일정대로 조정하여 중복을 방지하세요. 예를 들어, 대용량 파일은 근무 시간 외에 다운로드하세요. 집에서 사용할 때는 VoIP 통화를 한 사람과만 동시에 진행하세요.
패킷 우선순위 지정
라우터에서 패킷을 우선순위로 지정하세요. 예를 들어, VoIP 통화 품질을 개선하려면 라우터 펌웨어를 설정하여 DSCP 클래스 46 패킷을 우선순위로 지정하세요.
개발자가 패킷 손실을 방지하기 위해 할 수 있는 조치
QoS 도구를 사용하여 패킷 손실 모니터링
패킷 손실을 줄이는 방법을 파악하는 데 중요한 부분은 적절한 모니터링입니다. 따라서 네트워크 모니터링 및 품질 관리(QoS) 도구에 투자하는 것이 현명합니다. 이 도구들의 주요 장점은 실시간으로 패킷 손실을 지속적으로 모니터링하고 과도한 경우 즉시 알림을 제공하는 것입니다. 또한 패킷 손실을 분석하고 패턴을 찾기 위한 로그도 제공합니다.
적응형 비트레이트 제어
또 다른 해결책은 네트워크 조건에 따라 비디오 스트림의 비트레이트를 조정하는 적응형 비트레이트 제어입니다. 이는 라우터에 주기적으로 패킷을 전송하여 대역폭 사용량을 측정합니다. 좋은 비디오 통화는 패킷 손실이나 지연으로 인한 중단 없이 일정한 비트레이트를 유지하는 것입니다.
비디오 애플리케이션은 고대역폭 연결에서는 비트레이트를 높이고 저대역폭 연결에서는 낮추는 방식으로 서비스 품질을 개선해 왔습니다. 그러나 오디오 애플리케이션은 지연 시간 요구사항이 다르기 때문에 이 방법은 모든 경우에 적용되지 않습니다. 가장 좋은 방법은 오디오 비트레이트를 높이는 것이지만, 이는 지터를 줄일 수 있지만 더 많은 처리 능력을 요구합니다.
아고라 사용
아고라의 음성, 비디오, 메시징 SDK는 개발자가 패킷 손실의 영향을 자동으로 최소화하여 사용자에게 끊김 없는 통신 경험을 제공하는 실시간 경험을 쉽게 구축할 수 있도록 합니다. 간편하게 통합 가능한 API와 광범위한 파트너 생태계를 통해 사용자에게 음성, 비디오, 실시간 메시징을 빠르고 비용 효율적으로 제공할 수 있습니다.
결론
패킷 손실은 방해가 되는 문제입니다. 파일이 제대로 다운로드되지 않거나 비디오가 재생되지 않으면 사용자는 애플리케이션에 대해 불만을 느낄 것입니다. 개발자로서, 패킷 손실을 줄이고 그 영향을 최소화하는 실시간 참여 솔루션을 투자함으로써 이 불만을 제거할 수 있습니다. 아고라의 신뢰할 수 있는 전 세계 커버리지, 초저지연, 확장성, 유연하고 상호작용 가능한 기능은 패킷 손실과 지터로 인한 방해 없이 원활한 사용자 경험을 제공합니다.
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