NIC와 네트워크 어댑터

NIC는 시스템의 PCIe나 USB 버스와 이더넷, 무선 네트워크 사이에서 프레임을 주고받는 장치다. 카드를 고를 때 표시 속도만 보면 절반만 보는 셈이다. 호스트 인터페이스가 감당할 수 있는 대역폭, 포트 규격, 케이블과 스위치, 드라이버와 운영체제 지원까지 한 경로로 이어서 확인해야 한다.

유선 NIC에 적힌 1GbE나 10GbE는 링크 속도이지 실제 파일 전송률이 아니다. 프로토콜 오버헤드와 저장장치 속도, CPU 처리 능력, 상대 장치가 먼저 병목이 되기도 한다. 고속 카드는 충분한 PCIe Lane과 링크 폭과 냉각을 필요로 한다. 슬롯은 x4인데 실제 배선이 x1로만 연결된 보드에 꽂으면 성능이 그만큼 제한된다.

무선 어댑터는 M.2 Key E나 PCIe 카드 형태가 흔하다. 카드 자체보다 안테나 위치와 케이블, Bluetooth용 내부 USB 연결, 국가별 주파수 정책과 드라이버가 문제를 만든다. 링크가 끊긴다고 카드 고장으로 단정할 수 없다. 전원 관리 설정, 신호 세기, 채널 혼잡, 케이블과 스위치도 같은 증상을 만든다.

패킷을 메모리에 전달하는 과정

유선 NIC의 PHY는 케이블 쪽 전기 신호를 다루고, MAC과 컨트롤러는 프레임·주소·버퍼를 관리한다. 수신 데이터는 DMA를 통해 시스템 메모리의 버퍼로 이동하고 드라이버가 운영체제 네트워크 스택에 넘긴다. Receive Side Scaling(RSS)은 수신 처리를 여러 CPU 코어의 큐로 분산해 한 코어에 부하가 몰리는 현상을 줄인다. 큰 파일 하나의 전송과 작은 패킷을 초당 많이 처리하는 작업은 CPU·인터럽트·큐에 주는 부담이 다르다.

10Gb/s는 8로 나누면 1.25GB/s의 원시 비트율에 해당한다. 실제 파일 전송에는 이더넷·IP·TCP 등의 오버헤드가 들어가며, 10GbE 양 끝이 연결됐어도 저장장치나 CPU가 먼저 포화될 수 있다. 링크 속도, 오류·드롭 수, CPU 사용률과 저장장치 처리량을 같은 시간대에 보면 어느 구간에서 속도가 제한되는지 구분하기 쉽다. 인터넷 속도 측정은 외부 회선과 서버까지 포함하므로 로컬 NIC의 최대 처리량 시험과 같지 않다.

모듈과 물리 연결의 호환성

SFP 계열 포트는 광모듈 또는 DAC 케이블의 속도·파장·거리·장비 지원 조건이 맞아야 한다. RJ45와 광포트는 커넥터뿐 아니라 연결 매체와 트랜시버 조건이 다르다. 무선 M.2 모듈도 Key E 모양만으로 호환성을 보장하지 않는다. PCIe/USB 방식 모듈과 Intel CNVio 계열처럼 플랫폼 전용 신호를 요구하는 모듈을 구분해야 한다. PCIe 변환 카드의 Bluetooth가 작동하지 않는다면 별도 내부 USB 배선 유무도 원인이 될 수 있다.

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참고 링크

• Intel — Wi-Fi 모듈과 CNVio 연결 형식

• Microsoft — RSS와 수신 처리 분산

• Microsoft — 하드웨어 수신 큐와 DMA