[완료] 패킷 크기에 따라 성능에 영향을 주는 이유?

성능 실험을 하신 대상이 네트워크 보드라고 말씀하셨지만, 저는 네트워크 장비를 예로 들어서 먼저 설명할게요.

스마트 비트나 아발란체와 같은 테스트 장비를 이용하면 "이 네트워크 장비(이하, 타겟 장비)는 이 정도 트래픽까지 처리할 수 있다."라는 것을 조사할

수 있습니다. 테스트 장비에서는 점차 속도를 높여가면서 타겟 장비에게 패킷을 뿌려준 뒤, packet loss가 어느 정도 대역폭에서 발생하는지를

체크(물론 내부적으로는 확률과 같은 수학적인 이론이 반영되어 있을 것 같습니다만...)하는 방식이죠. 이때, 타겟 장비에서 packet loss가

발생하는 경우는 대부분 장비의 CPU에 부하가 걸리는 경우입니다.

예를 들어 (계산하기 편하게) 테스트 장비에서 타겟 장비로 500bit짜리 패킷을 빠르게 보냈더니 초당 10개의 패킷을 처리할 수 있었다고 가정해 봅시다.

이때, 타겟 장비의 입장에서는 패킷 하나가 들어올 때마다 분석하여 기록하거나 뭔가 액션을 취하는 등의 작업을 할 겁니다. 방금 예로 든 경우에는

10번의 작업을 하고 나니 더는 CPU에 여유가 없었다는 말이 되죠.

이번에는 50bit짜리 패킷으로 테스트해 봅니다. 역시 CPU의 한계로 인하여 10번의 작업만 할 수 있습니다. 이러면 결론이 나옵니다. 패킷 사이즈가 500bit

인 경우는 500*10 해서 5000bps의 성능이 나옵니다. 하지만, 패킷 사이즈가 50bit 짜리는 50*10 해서 500bps의 성능밖에 나오지를 않습니다.

이 현상은 네트워크 보드에서도 동일하게 발생할 거 같습니다. 무슨 역할을 하는 보드인지는 모르겠지만, 패킷이 들어오면 보드 내의 MPU에서 패킷

단위로 작업할 것이고, 이 경우(네트워크 장비에서와 같은 이유로) 패킷 사이즈가 작을수록 처리량은 줄어들겠죠.

만약 보드가 이더넷카드처럼 단순한 작업을 한다면, 분명히 IPG도 영향이 있을 것입니다. 하지만, 더 복잡한 역할을 수행할수록 IPG보다는

CPU 혹은 MPU의 파워에 영향을 더 많이 받을 것으로 생각됩니다.

네트워크 성능을 평가하는 단위로는 시간당 패킷수 PPS (packet per second) 가 있습니다.
같은 대역폭에 같은 양의 데이터가 전송되더라도 패킷의 크기가 작을수록 PPS가 증가하고 네트워크 성능이 저하됩니다.
IP 프로토콜은 2계층에서 올라오는 frame을 받아서 IP fragmentaion 수행하는데
이게 패킷이 작을수록 처리해야 될 양이 많아지니 더 성능을 필요로 하게 됩니다.

비슷한 의미에서 datalink 계층에서 jumbo frame 이라고 frame 을 9000byte까지 올려서 네트워크 성능을 올리는 방법도 있습니다.

Nothing left after Nirvana.