tcp buffer for download? apm scout 상에서의 성능차이

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좋은 질문입니다! 하나씩 정리해드리겠습니다.

1. TCP 버퍼의 위치

두 곳에 모두 존재합니다!

Client ←→ [TCP버퍼 30MB] ←→ Apache ←→ [TCP버퍼 30MB] ←→ Tomcat

각 연결마다 독립적인 TCP 버퍼가 있습니다.

2. 버퍼가 차면 보내는가? ❌

아니요! 버퍼가 가득 찰 때까지 기다리지 않습니다.

실제 동작 (스트리밍 방식)

Tomcat → Apache → Client
  |         |
 8KB 읽음 → 즉시 전달 시작
 8KB 읽음 → 즉시 전달
 8KB 읽음 → 즉시 전달
(계속 흐름...)

TCP 버퍼는:

• "창고"가 아닌 "파이프"처럼 동작
• 데이터가 들어오면 즉시 꺼내서 전달
• 가득 차는 건 네트워크가 느릴 때 임시로 쌓이는 것

3. 300MB를 11번에 나눠서? ❌

아니요! 지속적으로 스트리밍됩니다.

300MB 파일 다운로드:

❌ 잘못된 이해:
30MB 읽고 → 전송 완료 기다림 → 30MB 읽고 → ... (11번 반복)

✅ 실제 동작:
8KB → 8KB → 8KB → 8KB → ... (계속 스트리밍)
파이프처럼 끊임없이 흐름

실제 흐름 예시

Tomcat 파일 읽기:
  ├─ 8KB chunk 읽음
  └─ Tomcat→Apache TCP 버퍼에 쓰기

Apache:
  ├─ TCP 버퍼에서 데이터 읽음 (즉시)
  └─ Apache→Client TCP 버퍼에 쓰기 (즉시)

Client:
  └─ TCP 버퍼에서 데이터 읽음 (즉시)

이 과정이 파일이 끝날 때까지 계속 반복

TCP 버퍼 30MB의 의미

• "한 번에 30MB씩 전송"이 아님
• "네트워크가 느릴 때 최대 30MB까지 임시 저장 가능"
• 정상 상황에서는 훨씬 적게 사용하며 계속 흐름

정리: 300MB 파일은 11번이 아닌, 작은 청크들이 끊임없이 흐르는 스트림으로 전송됩니다!

정확합니다! 완벽하게 이해하셨습니다! 👍

TCP 버퍼의 본질

TCP 버퍼 = 네트워크 속도 차이를 흡수하는 임시 대기 공간

실제 동작 예시

상황 1: 네트워크가 빠를 때

Tomcat → [버퍼: 거의 비어있음] → Apache → [버퍼: 거의 비어있음] → Client

데이터가 들어오자마자 바로 나감
버퍼는 몇 KB만 사용

상황 2: 클라이언트 네트워크가 느릴 때

Tomcat (빠름) → Apache → [버퍼: 점점 쌓임 ↑] → Client (느림)

Tomcat이 계속 데이터를 보내는데
Client가 천천히 받으니까
Apache→Client 버퍼에 데이터가 쌓임
최대 30MB까지 쌓일 수 있음

상황 3: 버퍼가 가득 차면?

Apache→Client 버퍼: [████████████] 30MB 가득!

→ Apache가 Tomcat에게: "잠깐 멈춰!" (TCP Flow Control)
→ Tomcat 전송 일시 중지
→ Client가 데이터 받아서 버퍼 공간 생기면
→ Tomcat 다시 전송 재개

비유

수도꼭지(Tomcat) → 물탱크(버퍼 30MB) → 컵(Client)

❌ 물탱크를 가득 채운 후 한번에 붓는다
✅ 물이 계속 흐르고, 탱크는 넘치지 않게 조절하는 역할

정리: 30MB는 "한 번에 보내는 양"이 아니라 "혼잡할 때 대기할 수 있는 최대 공간"입니다!

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네, 맞습니다! 각 TCP 연결마다 양쪽 끝에 버퍼가 존재합니다.

정확한 버퍼 위치

다운로드 시나리오 (Tomcat → Apache → Client)

Tomcat                Apache                 Client
  |                     |                      |
[송신버퍼] ---------> [수신버퍼]              |
  30MB                  30MB                  |
                        |                      |
                   [송신버퍼] -----------> [수신버퍼]
                      30MB                   30MB

데이터 흐름

1. Tomcat → Apache 구간:
   Tomcat [송신버퍼 30MB] ⟹ Apache [수신버퍼 30MB]

2. Apache → Client 구간:
   Apache [송신버퍼 30MB] ⟹ Client [수신버퍼 30MB]

실제로는 4개 버퍼

다운로드할 때:

Tomcat 쪽:
 └─ 송신 버퍼 (최대 30MB) - Tomcat이 Apache로 보내는 데이터 대기

Apache 쪽:
 ├─ 수신 버퍼 (최대 30MB) - Tomcat으로부터 받는 데이터 대기
 └─ 송신 버퍼 (최대 30MB) - Client로 보내는 데이터 대기

Client 쪽:
 └─ 수신 버퍼 (최대 30MB) - Apache로부터 받는 데이터 대기

혼잡 시나리오

Client가 매우 느릴 때:

Tomcat → Apache [수신: 거의 비어있음]
         Apache [송신: ████ 28MB 쌓임!] → Client (느림)

Apache→Client 구간이 병목

정리: 각 연결(Client↔Apache, Apache↔Tomcat)의 양쪽 끝에 각각 송신/수신 버퍼가 존재합니다!

좋은 질문입니다! 각 구간별로 정리해드리겠습니다.

1. OS 레벨 TCP 버퍼 (기본 설정)

Linux 시스템 전역 설정:

# 설정 파일 위치
/etc/sysctl.conf

# TCP 수신 버퍼 (최소/기본/최대)
net.ipv4.tcp_rmem = 4096    87380    6291456
                    4KB     85KB     6MB (기본)

# TCP 송신 버퍼 (최소/기본/최대)
net.ipv4.tcp_wmem = 4096    16384    4194304
                    4KB     16KB     4MB (기본)

확인 방법:

sysctl net.ipv4.tcp_rmem
sysctl net.ipv4.tcp_wmem

적용 방법:

# 즉시 적용
sysctl -w net.ipv4.tcp_rmem="4096 87380 16777216"
sysctl -w net.ipv4.tcp_wmem="4096 16384 16777216"

# 영구 적용
echo "net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.tcp_wmem = 4096 16384 16777216" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

2. Apache 설정

설정 파일 위치:

# httpd.conf 또는 apache2.conf

# Tomcat으로 프록시할 때 수신 버퍼 크기
ProxyReceiveBufferSize 0    # 0 = OS 기본값 사용 (권장)
ProxyReceiveBufferSize 131072  # 128KB로 명시 지정

# 송신은 OS 설정 따름

기본값: 0 (OS 설정 사용)

3. Tomcat 설정

설정 파일 위치:

<!-- server.xml -->

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443"
           socket.rxBufSize="0"   <!-- 수신 버퍼, 0 = OS 기본값 -->
           socket.txBufSize="0"   <!-- 송신 버퍼, 0 = OS 기본값 -->
           />

기본값: 설정하지 않으면 OS 기본값 사용

4. Client (브라우저/다운로드 매니저)

Client의 TCP 버퍼도 OS 설정 따름

• Windows: 레지스트리 설정
• Linux: 위의 sysctl 설정
• Mac: sysctl 설정

각 구간별 정리

┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ Client 머신                                      │
│ TCP 버퍼: OS 설정 (tcp_rmem/tcp_wmem)           │
└─────────────────────────────────────────────────┘
                    ↕
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ Apache 서버                                      │
│ 수신: ProxyReceiveBufferSize (기본: 0=OS설정)    │
│ 송신: OS 설정 (tcp_wmem)                        │
└─────────────────────────────────────────────────┘
                    ↕
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│ Tomcat 서버                                      │
│ TCP 버퍼: socket.rxBufSize/txBufSize (기본: OS) │
│ 또는 OS 설정 (tcp_rmem/tcp_wmem)                │
└─────────────────────────────────────────────────┘

일반적인 권장 설정

대부분의 경우:

• Apache: ProxyReceiveBufferSize 0 (기본값 사용)
• Tomcat: 별도 설정 안함 (기본값 사용)
• OS: 기본값으로도 충분

고속 대용량 전송이 필요한 경우:

# OS 레벨에서만 조정
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216  # 최대 16MB
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 16384 16777216  # 최대 16MB

핵심: 대부분은 OS 레벨 설정을 따르며, 애플리케이션에서 명시적으로 지정하지 않는 한 OS 기본값을 사용합니다!

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물리다운로드가 10초이상 걸리는경우에 scout 같은 apm 에서는 훨씬 빨리 끝난것처럼 보이는 착시?? 현상은 뭐야?

아주 좋은 질문입니다! 이건 APM이 "애플리케이션 처리 시간"만 측정하기 때문입니다.

APM이 측정하는 시점

@GetMapping("/download")
public void download(HttpServletResponse response) throws IOException {
    File file = new File("/path/to/300mb.zip");

    response.setContentType("application/zip");
    response.setHeader("Content-Length", String.valueOf(file.length()));

    // ← APM 측정 시작

    try (InputStream in = new FileInputStream(file);
         OutputStream out = response.getOutputStream()) {

        byte[] buffer = new byte[8192];
        int bytesRead;

        while ((bytesRead = in.read(buffer)) != -1) {
            out.write(buffer, 0, bytesRead);
            out.flush();
        }
    }

    // ← APM 측정 종료 (여기서 끝난 것으로 기록!)
    // 하지만 실제로는...
}

// 실제 전송은 계속 진행 중:
// Tomcat → Apache → Client (10초 이상 소요)

실제 타임라인

시간 →

0초: [요청 도착]
     └─ APM 측정 시작

0.1초: [컨트롤러 로직 실행]
       └─ 파일 찾기, 헤더 설정

0.2초: [첫 데이터 청크를 response.getOutputStream()에 쓰기 시작]
       └─ APM "처리 완료!" (0.2초로 기록)
       └─ Scout: ✅ 200ms

       ⚠️ 하지만 실제로는...

0.3초: 데이터 계속 전송 중...
1초:   데이터 계속 전송 중...
5초:   데이터 계속 전송 중...
10초:  데이터 계속 전송 중...
12초: [전송 완료] ← 실제 다운로드 완료
      └─ 스레드 해제

Scout APM이 보는 것 vs 실제

Scout APM:

GET /download/file.zip
응답 시간: 200ms ✅
상태: 200 OK

실제 서버:

GET /download/file.zip
- 애플리케이션 처리: 200ms
- 네트워크 전송: 12초  ← APM이 측정 안 함!
- 스레드 점유: 12초    ← 진짜 문제는 여기!

왜 이런 차이가 발생하나?

APM은 애플리케이션 코드의 성능을 측정:

APM 측정 범위:
┌─────────────────────────────┐
│ 컨트롤러 진입                │
│ 비즈니스 로직 실행           │
│ response.write() 첫 호출     │ ← 여기서 끝
└─────────────────────────────┘

APM이 측정 안 하는 범위:
└─ 네트워크 전송 (12초)
└─ 클라이언트 수신 (느린 네트워크)

스레드 점유 시간을 제대로 보려면?

1. 서버 로그에 직접 기록

@GetMapping("/download")
public void download(HttpServletResponse response) {
    long startTime = System.currentTimeMillis();

    try {
        // ... 파일 전송
    } finally {
        long duration = System.currentTimeMillis() - startTime;
        log.info("실제 전송 시간: {}ms", duration);  // 12000ms
    }
}

2. Tomcat Access Log 확인

<!-- server.xml -->
<Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"
       pattern="%h %l %u %t &quot;%r&quot; %s %b %D"
       />
       <!-- %D = 응답 시간 (밀리초) -->

192.168.1.100 - - [14/Nov/2025:10:00:00 +0900] "GET /download/file.zip HTTP/1.1" 200 314572800 12543
                                                                                                ^^^^^ 
                                                                                            실제 12.5초

3. Apache Access Log

LogFormat "%h %l %u %t \"%r\" %>s %b %D" combined
# %D = 마이크로초 단위 응답 시간

정리

Scout APM: "컨트롤러가 200ms 만에 응답했어요!" ✅
실제 서버: "스레드를 12초간 점유했어요..." ⚠️

→ 착시 현상의 원인: APM은 애플리케이션 로직만 측정
→ 실제 문제: 네트워크 전송 시간 + 스레드 점유

대용량 파일 다운로드는 APM이 빠르다고 해도, 실제로는 스레드를 오래 점유하므로 Apache/Nginx 같은 웹 서버가 직접 서빙하는 게 훨씬 효율적입니다!