L4S는 인터넷 통신에서 지연을 거의 완전하게 해소해 인터넷 통신을 근본적으로 뒤집을 가능성이 있는 새로운 인터넷 표준이다. L4S 찬성론자에는 애플, 구글, 엔비디아, 밸브 등 선도적인 기술 기업이 이름을 올리고 있다.
인터넷 통신 속도는 하루가 다르게 빨라지고 있지만 웹사이트 로딩 속도에 시간이 걸리거나 고해상도 영상을 재생할 때 버퍼링이 필요하거나 영상 재생이 끊기기도 한다는 건 예전과 같다. 이런 문제 주요 원인은 지연(ping)이다.
이런 지연을 거의 완전히 해소할 수 있는 계획이 애플, 구글, 컴캐스트, 차터, 엔비디아, 밸브, 노키아, 에릭슨, 티모바일 모기업인 도이치텔레콤 등이 추진하는 게 L4S다. L4S는 웹페이지와 스트리밍 로딩 시간을 크게 줄이고 화상통화 오류를 줄일 수 있는 새로운 인터넷 표준으로 간주된다. 더구나 L4S는 인터넷 속도에 대한 생각을 바꿔 개발자에게 현재의 인터넷에선 실현 불가능한 애플리케이션 작성을 가능하게 할 가능성도 있다.
인터넷은 장치를 어딘가 서버에 연결하기 위한 상호 연결된 라우터. 스위치. 광섬유 등으로 이뤄진 광대한 네트워크다. 경로 어딘가에 병목이 있으면 인터넷 서핑 경험은 손상된다. 잠재적 병목 현상으로 꼽히는 건 영상을 호스팅하는 서버 업로드 능력이 한정되어 있다는 점이나 인터넷 인프라 중요 부분이 다운되는 점 등 다양하다.
하지만 진짜 어색한 건 통신 속도 최소 용량이 가능한 한계를 결정한다는 점에 있다. 예를 들어 인터넷 통신 속도 상한이 8Gbps라도 이용하고 있는 라우터 속도 상한이 10Mbps인 경우 취급할 수 있는 데이터 상항은 10Mbps에 한정되어 버리는 것이다.
여기에 추가 지연이 추가된다. 예를 들어 컴퓨터에서 20ms, 라우터에서 50ms 지연이 발생하면 영상을 재생하거나 웹페이지를 보려면 최소한 70ms를 기다릴 필요가 있다.
최근 네트워크 엔지니어와 연구자는 네트워크 장비가 과부하되지 않게 하는 트래픽 관리 시스템이 속도 저하 원인이 되고 있다는 우려를 표명하고 있으며 이 문제를 버퍼블로트(bufferbloat)라고 한다.
버퍼블로트가 실제로 뭔지 이해하려면 먼저 버퍼가 뭔지 이해해야 한다. 네트워크 각 부분에는 처리할 수 있는 데이터량에 고유한 제한이 있다. 하지만 네트워크에 있는 장치와 처리해야 하는 트래픽량은 항상 변하기 때문에 한 번에 전송해야 하는 데이터량을 실제로 파악하는 컴퓨터가 없다.
이를 파악하려면 보통 일정한 속도로 데이터를 전송해야 한다. 인터넷에서 교환되는 데이터는 패킷으로 처리되지만 네트워크 각 부분이 처리할 수 없다고 판단한 패킷은 삭제된다. 패킷이 삭제된 경우에도 컴퓨터가 필요에 따라 패킷을 재전송하기 때문에 데이터 일부가 누락되지 않는다. 패킷이 삭제되면 송신자가 패킷이 삭제됐다는 메시지를 수신하고 몇 밀리초 내에 상황 변화에 따라 데이터 속도를 일시적으로 낮추고 삭제된 패킷을 재전송한다.
이에 대응하기 위해 네트워크 기기에는 버퍼가 설치되어 있다. 장치가 한 번에 많은 패킷을 수신하면 패킷을 일시 저장하고 전송할 대기열에 넣을 수 있다. 이렇게 하면 시스템이 대량 데이터를 처리할 수 있게 되어 문제를 일으킬 수 있는 트래픽 버스트를 평활화할 수 있게 되지만 대가로 지연이 발생하게 된다.
이 버퍼가 커지고 있다는 게 기존 인터넷에서 문제가 되고 있다. 유튜브와 넷플릭스 같은 서비스의 경우 기기에 버퍼가 있기 때문에 지연으로 인한 영향은 그리 느껴지지 않을 수 있다. 하지만 지포스 나우 같은 게임 스트리밍 서비스 등을 이용한다면 버퍼에 의해 발생하는 지연이 큰 문제가 된다.
기존 인터넷 통신으로 특정 곡을 다운로드하는데 걸리는 시간을 측정하면 통신 속도가 100Mbps인 네트워크의 경우 0.72초, 250Mbps 네트워크라면 0.288초가 걸린다고 한다. 이 경우 처리량 차이가 다운로드에 소요되는 시간에 영향을 미치는 비율은 절반 이하이며 다운로드에 소요되는 대부분 시간이 네트워크 전체에서 발생하는 지연으로 인한 것이다. 더 고속 인터넷 통신 회선을 이용해도 실제로 데이터를 다운로드하는데 걸리는 시간이 그다지 변하지 않는 건 이런 구조에 의한 것이다.
여러 대형 IT 기업이 추진하고 있는 새로운 인터넷 표준인 L4S(Low Latency, Low Loss, Scalable Throughput)는 패킷이 네트워크상에서 불필요하게 대기할 시간을 가능하면 적게 하는 걸 목적으로 하는 것이다. 지연 피드백 루프를 짧게 하는 걸 목적으로 하고 L4S에선 혼잡이 발생하면 문제를 해결하기 위해 어떤 처리를 개시한다. L4S는 데이터 전송에 걸리는 시간을 늘리는 지연을 추가하지 않고도 충분한 데이터 처리량을 유지하기 위해 패킷에 한 장치에서 다른 장치로 이동하는 동안 혼잡이 발생했는지 여부를 표시해주는 표시기가 추가된다. 그대로 데이터가 교환되면 아무 일도 일어나지 않고 지정된 시간이 넘으면 지연이 발생한 것으로 기록된다. 혼잡을 탐지한 경우 기기는 혼잡 악화를 막으면서 데이터 흐름을 가능한 한 고속으로 유지하는 것으로 지연을 한없이 0에 가깝게 하는 게 가능해진다고 한다.
L4S 규격 책정에 협력한 R&D 기업인 케이블랩(CableLabs) 엔지니어인 그렉 화이트는 인터넷 지연을 줄인다는 점에서 L4S는 꽤 필요한 것이라고 한다. 그는 버퍼링 지연은 보통 수백 밀리초에서 때론 수천 밀리초로 늘어난다며 L4S에선 이를 한 자릿수 밀리초로 단축할 수 있다고 밝혔다.
덧붙여 IPc6 도입에 10년 이상이 걸린 걸 생각하면 L4S가 실제로 이용 가능하게 되기까지 아직도 오랜 시간이 걸린다고 지적하고 있다. 하지만 컴캐스트, 차터, 버진미디어를 포함한 20개 네트워크 기업이 L4S를 지원하고 있으며 일부 ISP도 하드웨어와 소프트웨어 모두에서 L4S가 어떻게 작동하는지 테스트를 위한 실험을 하고 있다고 발표됐다. 또 애플은 iOS 16과 맥OS 벤추라에서 L4S 베타 지원을 시작했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.