네트워크 속도를 높이는 최적화 기술과 방법

인터넷 속도는 단순히 다운로드 속도만이 아니라 레이턴시(지연 시간), 패킷 손실률, 네트워크 혼잡도 등의 다양한 요소에 의해 결정됩니다. 이번 글에서는 네트워크 성능을 최적화하는 핵심 기술을 살펴보고, 실습을 통해 직접 성능을 개선하는 방법을 알아보겠습니다.

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1. 네트워크 성능을 결정하는 주요 요소

① 레이턴시(Latency, 지연 시간)

• 패킷이 클라이언트에서 서버까지 도달하는 데 걸리는 시간.
• 단위: 밀리초(ms).
• 레이턴시가 높으면 웹사이트가 느리게 로딩되고, 온라인 게임이나 VoIP 통화 품질이 저하됨.

② 패킷 손실(Packet Loss)

• 전송 중 데이터 패킷이 손실되는 현상.
• 무선 네트워크, 네트워크 혼잡, 잘못된 MTU 설정 등이 원인.
• 패킷 손실률이 높으면 비디오 스트리밍 품질이 떨어지고, 온라인 게임에서 랙이 발생.

③ 대역폭(Bandwidth)

• 초당 전송할 수 있는 데이터의 양 (예: 100Mbps, 1Gbps).
• 높은 대역폭은 다중 사용자 환경에서 중요한 요소.

④ 지터(Jitter)

• 패킷이 일정하지 않은 간격으로 도착하는 현상.
• VoIP, 화상 회의에서 음성/영상 끊김을 유발.

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2. 네트워크 속도를 높이는 최적화 방법

① DNS 캐싱 및 최적화

DNS 조회 속도를 개선하면 웹사이트 접속 속도를 높일 수 있습니다.

• 빠른 DNS 서버 사용: Google DNS(8.8.8.8), Cloudflare DNS(1.1.1.1) 활용
• DNS 캐싱 활성화: 자주 방문하는 사이트의 DNS 정보를 저장하여 조회 시간을 단축

DNS 캐시 확인 및 삭제 (Windows & Linux)

# Windows에서 DNS 캐시 확인
ipconfig /displaydns  

# Windows에서 DNS 캐시 삭제
ipconfig /flushdns  

# Linux에서 DNS 캐시 삭제
sudo systemd-resolve --flush-caches

 

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② TCP 윈도우 크기 조정 (Window Scaling)

TCP 윈도우 크기를 최적화하면 데이터 전송 속도를 높일 수 있습니다.

• TCP 윈도우 크기가 작으면 응답을 기다리는 시간이 길어져 속도가 저하됨.
• 윈도우 크기를 동적으로 조정하면 네트워크 성능이 향상됨.

현재 TCP 윈도우 크기 확인 (Linux/macOS)

 

sysctl net.ipv4.tcp_window_scaling

윈도우 크기 조정 활성화

sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_window_scaling=1

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③ MTU(Maximum Transmission Unit) 최적화

MTU는 한 번에 전송할 수 있는 최대 패킷 크기(일반적으로 1500바이트)입니다.

• MTU가 너무 크면 조각(Fragmentation)이 발생하여 성능 저하 가능.
• MTU가 너무 작으면 패킷을 더 많이 보내야 하므로 오버헤드 증가.
• 적절한 MTU 설정을 통해 성능을 최적화해야 함.

최적 MTU 찾기 (Windows)

ping -f -l 1472 www.google.com

➡️ 1472 + 28(IP/TCP 헤더 크기) = 1500이므로, 최적의 MTU를 찾는 데 유용.

MTU 변경 (Linux)

sudo ifconfig eth0 mtu 1400

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④ CDN(Content Delivery Network) 활용

CDN은 전 세계 여러 서버에 웹 콘텐츠를 분산 저장하여 빠르게 제공하는 기술입니다.

• Cloudflare, AWS CloudFront, Akamai 같은 CDN 서비스 이용
• 정적 파일(이미지, CSS, JS) 캐싱하여 전송 속도 개선

CDN 사용 여부 확인

curl -I https://www.example.com

출력 결과에서 cf-cache-status: HIT와 같은 값이 나오면 CDN을 활용하고 있음.

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⑤ HTTP/3와 QUIC 프로토콜 적용

HTTP/3는 기존 HTTP/2보다 빠른 연결을 제공하는 최신 프로토콜입니다.

• TCP 대신 UDP 기반 QUIC 사용 → 연결 속도 향상
• 손실된 패킷만 재전송 → 지연 시간 단축
• TLS 암호화 내장 → 보안 강화

HTTP/3 지원 여부 확인

curl -I --http3 https://www.google.com

alt-svc: h3 가 출력되면 HTTP/3가 지원됨.

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⑥ 네트워크 혼잡 제어(CC: Congestion Control) 최적화

네트워크 혼잡이 발생하면 패킷 손실률이 증가하고 속도가 느려집니다.

• BBR(Bottleneck Bandwidth and RTT) → 구글이 개발한 혼잡 제어 알고리즘
• TCP Cubic 대비 성능 향상

BBR 활성화 (Linux)

sudo sysctl -w net.ipv4.tcp_congestion_control=bbr

적용 여부 확인

sysctl net.ipv4.tcp_congestion_control

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3. 속도 최적화 실습 (Before & After 테스트)

① 네트워크 속도 측정 전 테스트

speedtest-cli ping -c 5 google.com

② 최적화 적용 후 테스트

• DNS 변경
• MTU 최적화
• TCP BBR 적용

speedtest-cli ping -c 5 google.com

➡️ 적용 전후의 속도를 비교하여 최적화 효과 확인 가능.

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4. 결론

이번 글에서는 네트워크 속도를 최적화하는 핵심 기술을 다뤘습니다.
✅ DNS 캐싱을 활용하여 웹사이트 접속 속도 향상
✅ TCP 윈도우 크기 & MTU 최적화로 데이터 전송 속도 개선
✅ HTTP/3 및 QUIC을 활용하여 연결 성능 향상
✅ CDN 사용으로 전 세계 사용자에게 빠른 응답 제공

위 실습을 직접 해보면서 네트워크 성능을 개선해 보세요!