초당 패킷 수(pps) 계산기
입력
| 링크 속도 | 1 Gbps |
|---|---|
| 패킷 크기 | 1,500 B |
| 프레이밍 오버헤드 | 0 B |
초당 패킷 수(pps) 계산기
링크의 비트레이트, 패킷 크기, 패킷마다 붙는 프레이밍 오버헤드로부터 링크가 1초에 처리할 수 있는 패킷 수를 구합니다. 작은 패킷이 표기상 비트레이트에 도달하기 한참 전에 빠른 링크의 한계를 만드는 이유를 보여 줍니다.
입력
링크 및 패킷 조건
결과
값을 입력하면 계산 결과가 표시됩니다.
초당 패킷 수
패킷당 비트 수
초당 패킷 수(pps)
초당 패킷 수(pps)는 링크나 장치가 옮기는 원시 비트 수가 아니라, 개별 패킷을 처리하는 속도입니다. 네트워크 하드웨어는 패킷이 크든 작든 패킷 하나마다 일정한 양의 작업을 수행하기 때문에, 부하 상황에서 스위치, 라우터, 방화벽이 따라갈 수 있는지를 결정하는 지표가 바로 pps입니다. 초당 비트 수뿐 아니라 pps를 기준으로 용량을 산정해야, 표기상 비트레이트는 충분해 보여도 음성 트래픽, 게임, 패킷 플러드가 장치를 압도하지 못하게 막을 수 있습니다.
공식
b=(P+F)×8 pps=bR=(P+F)×8R여기서 은 초당 비트로 표현한 링크 속도, 는 바이트 단위 패킷 크기, 는 패킷마다 붙는 프레이밍 오버헤드(바이트), 는 회선상 패킷 하나의 전체 크기(비트)입니다. 8을 곱하는 것은 패킷당 바이트 수를 비트로 변환해 비트레이트 값으로 나눌 수 있게 하기 위함입니다.
예시 계산. 추가 프레이밍 오버헤드 없이 1500바이트 풀사이즈 패킷을 운반하는 1 Gbps 링크:
b=(1500+0)×8=12000 bits pps=120001000000000≈83333 packets/s즉, 기가비트 링크는 초당 약 83,000개의 큰 패킷에서 한계에 이릅니다. 패킷 크기를 절반인 750바이트로 줄이면 같은 비트레이트를 유지하기 위해 같은 링크가 약 두 배의 패킷, 즉 초당 약 166,000개를 전달해야 합니다.
패킷 크기가 지배적인 이유
pps는 링크 속도를 패킷당 비트 수로 나눈 값이므로 패킷 크기에 반비례합니다. 아래 표는 프레이밍 오버헤드를 무시했을 때 흔히 쓰는 페이로드 크기에서 1 Gbps 링크의 최대 프레임 레이트를 보여 줍니다.
| 패킷 크기 | 패킷당 비트 수 | 초당 패킷 수 |
|---|---|---|
| 64 B | 512 | ~1,953,000 |
| 128 B | 1,024 | ~977,000 |
| 512 B | 4,096 | ~244,000 |
| 1500 B | 12,000 | ~83,000 |
| 9000 B (점보) | 72,000 | ~13,900 |
1500바이트 패킷에서 64바이트 패킷으로 바꾸면 비트레이트는 그대로인데 패킷 레이트는 20배 넘게 늘어납니다. 그 패킷들 각각이 여전히 경로 조회, 접근 제어 검사, 카운터 갱신을 필요로 하므로, 작은 패킷이 밀려들 때 가장 먼저 무너지는 것은 장치의 Gbps 등급이 아니라 pps 용량입니다.
프레이밍 오버헤드
패킷 크기만으로는 실제로 회선을 차지하는 양을 과소평가하게 됩니다. 이더넷에서는 모든 프레임이 비트레이트를 소비하는 추가 바이트로 감싸집니다.
- 프리앰블과 시작 구분자 — 수신측이 동기화할 수 있게 하는 8바이트.
- 이더넷 헤더 — 출발지·목적지 MAC와 타입 필드를 합친 14바이트.
- 프레임 검사 시퀀스 — 오류 검출용 CRC 4바이트.
- 프레임 간 간격 — 프레임 사이에 의무적으로 두는 12바이트 유휴 구간.
이는 모든 패킷에 약 38바이트를 더합니다. 이를 포함하면 계산된 초당 패킷 수가 약간 낮아지며, 인터페이스 벤더가 공개하는 최악의 프레임 레이트와 일치합니다. 64바이트 페이로드에서는 오버헤드 비중이 상대적으로 크지만, 1500바이트 페이로드에서는 레이트를 몇 퍼센트 깎는 데 그칩니다. 이더넷 빠른 선택으로 38바이트 여유분을 더하거나, 오버헤드를 0으로 두어 페이로드만 셀 수 있습니다.
라인 레이트 대 초당 패킷 수
라인 레이트는 1 Gbps나 10 Gbps처럼 링크의 물리적 비트레이트입니다. 초당 패킷 수는 그 비트레이트에 지정한 크기의 패킷이 몇 개나 들어가는지입니다. 장치가 큰 패킷에 대해서는 라인 레이트를 유지하면서도, pps 상한에 도달하면 작은 패킷을 떨어뜨릴 수 있습니다. 그래서 데이터시트는 Gbps 수치와 함께 최소 크기 패킷으로 측정한 별도의 pps(흔히 백만 단위인 Mpps로 표기)를 제시합니다. 지연에 민감하거나 공격에 노출되기 쉬운 워크로드를 위해 하드웨어를 비교할 때는 작은 패킷 pps 수치가 중요한 값입니다.
관련 계산기
헤더 크기가 각 패킷의 사용 가능한 페이로드를 어떻게 결정하는지 보려면 MTU → MSS 계산기 계산기를 사용하세요. 손실이 있는 경로에서 TCP 흐름이 실제로 달성할 수 있는 데이터 속도를 추정하려면 TCP 처리량 계산기 계산기를 사용하세요. 비트레이트를 bps, Mbps, Gbps, 초당 바이트 사이에서 변환하려면 처리량 (bps) 변환기 계산기를 사용하세요.
자주 묻는 질문 (FAQ)
초당 패킷 수(pps)란 무엇인가요?
초당 패킷 수(pps)는 각 패킷의 크기와 상관없이 장치가 개별 패킷을 전달하는 속도입니다. 네트워크 장비는 목적지 조회, 규칙 적용, 카운터 갱신처럼 패킷 한 개마다 일정한 양의 작업을 수행하므로, 실제 한계는 원시 비트레이트가 아니라 pps인 경우가 많습니다. 150만 pps 등급의 스위치라도 작은 패킷이 밀려들면 비트레이트 용량이 절반밖에 안 찼는데도 포화될 수 있습니다.
왜 작은 패킷이 처리량을 떨어뜨리나요?
패킷마다 하드웨어에서 동일한 패킷당 비용이 들고, 작은 패킷은 일정한 비트레이트를 훨씬 더 많은 개수로 나눕니다. 1 Gbps 링크는 1500바이트 풀사이즈 패킷을 초당 약 83,000개 운반하지만, 64바이트 패킷이라면 초당 약 149만 개에 이릅니다. 작은 패킷은 같은 비트 수에 대해 거의 18배의 전달 작업을 요구하므로, DDoS 플러드나 VoIP 트래픽이 대용량 파일 전송보다 장치에 훨씬 큰 부담을 주는 것입니다.
라인 레이트와 초당 패킷 수는 어떻게 다른가요?
라인 레이트는 1 Gbps처럼 물리 링크의 원시 비트레이트입니다. 초당 패킷 수는 그 비트레이트에 지정한 크기의 패킷이 몇 개나 들어가는지를 나타냅니다. 큰 패킷에 대해 라인 레이트를 처리하는 장치라도 pps 용량을 넘어서면 작은 패킷을 떨어뜨릴 수 있습니다. 그래서 벤더는 최악의 작은 패킷 성능을 위해 Gbps 수치와 별도로 pps(또는 Mpps) 수치를 함께 제시합니다.
이더넷 프레이밍 오버헤드를 포함해야 하나요?
회선상에서 정확하게 세려면 그렇습니다. 패킷 페이로드 외에도 이더넷 프레임마다 7바이트 프리앰블, 1바이트 시작 구분자, 14바이트 헤더, 4바이트 프레임 검사 시퀀스, 12바이트 프레임 간 간격이 붙어 총 약 38바이트가 추가됩니다.
이 오버헤드를 더하면 초당 패킷 수가 약간 낮아지며, 인터페이스 벤더가 공개하는 최대 프레임 레이트와 일치합니다. 페이로드 크기만을 기준으로 한 값이 필요하면 오버헤드를 0으로 설정하세요.