“무선이 유선보다 느리다” 는 말은 너무 자주 반복돼서 오히려 설명이 생략된다. 그런데 2026년 현재 카탈로그만 보면 이 말은 틀린 것처럼 보인다. Wi-Fi 7 클라이언트 모듈의 공식 스펙이 5.8 Gbps 인데, 대부분의 메인보드에 달린 유선 포트는 1 Gbps 다. 숫자만 비교하면 무선이 5.8배 빠르다.

그런데도 같은 방에서 파일을 옮겨보면 유선이 이긴다. 이 글은 그 간극이 어느 계층에서, 어떤 구조적 이유로 생기는지 를 IEEE 표준 문안으로 확인하고, 그 다음 실제 제품 숫자와 제3자 실측으로 맞춰본다. 마지막에는 내가 운영하는 홈 클러스터에서 직접 잰 값도 붙인다.

1. 두 표준은 어디까지 같고 어디서 갈라지는가

802.3(이더넷)과 802.11(무선랜)은 서로 다른 네트워크가 아니다. 둘 다 IEEE 802 계열이고, 상위 계층(LLC 이상)에서 보면 같은 MAC 주소 체계와 같은 프레임 개념을 쓴다. IP 는 둘을 구분하지 않는다.

갈라지는 지점은 딱 두 개, MAC 과 PHY 다. 그리고 속도 차이는 거의 전부 이 두 층에서 발생한다. PHY 는 “1초에 몇 비트를 변조해서 실어보낼 수 있는가”(= 카탈로그의 그 숫자)를 정하고, MAC 은 “그 중 실제로 내 데이터가 차지하는 비율은 얼마인가”를 정한다.

카탈로그는 PHY 만 적는다. 사용자가 체감하는 건 MAC 이후다. 이 글의 논지는 전부 여기서 나온다.

2. 모델 차이 ① — 전이중인가 반이중인가

IEEE 802.3 표준1의 MAC 은 두 가지 모드를 정의한다. 표준 본문의 표현을 그대로 옮기면:

This standard provides for two modes of operation of the MAC sublayer: a) In half duplex mode, stations contend for the use of the physical medium, using the CSMA/CD algorithms specified. … b) The full duplex mode of operation can be used when all of the following are true: 1) The physical medium is capable of supporting simultaneous transmission and reception without interference (e.g., 10BASE-T, …). 2) There are exactly two stations on the LAN. … Since there is no contention for use of a shared medium, the multiple access (i.e., CSMA/CD) algorithms are unnecessary. 3) Both stations … have been configured to use full duplex operation.

— IEEE 802.3, Clause 4 / Annex 4A (IEEE 802.3 EFM 태스크포스 공개 초안 문서)2

여기서 결정적인 문장은 “There are exactly two stations on the LAN” 이다. 스위치를 쓰는 순간 모든 포트가 “정확히 두 대짜리 LAN”(스위치 포트 ↔ 단말)이 되고, 그래서 경쟁이 사라지고, 그래서 CSMA/CD 가 불필요해진다. 표준은 전이중 모드에서 이렇게까지 못을 박는다:

In full duplex mode, there is never contention for a shared physical medium. … Full duplex stations do not defer to received traffic, nor abort transmission, jam, backoff, and reschedule transmissions as part of Transmit Media Access Management. Transmissions may be initiated whenever the station has a frame queued, subject only to the interframe spacing …

즉 오늘날의 스위치드 이더넷에는 충돌이 구조적으로 존재하지 않는다. 교과서에서 배운 CSMA/CD 는 허브 시대의 유산이고, 지금 쓰는 유선 링크에서는 꺼져 있다. 보낼 게 있으면 프레임 간격만 지키고 그냥 보낸다.

802.11 은 이 선택지가 없다. 라디오는 자기가 송신하는 동안 같은 채널에서 남의 신호를 들을 수 없다(자기 송신 신호가 압도적으로 크다). 그래서 충돌 탐지(CD)가 불가능하고, 충돌 회피(CA)로 갈 수밖에 없다.3 회피는 탐지보다 비싸다. 탐지는 사고가 났을 때만 비용을 내지만, 회피는 사고가 나든 안 나든 매 프레임마다 비용을 낸다.

3. 모델 차이 ② — 매체가 전용인가 공유인가

스위치 8포트짜리에 8대를 물리면 각 단말은 1 Gbps 를 각자 갖는다. 8대가 동시에 풀로 써도 서로의 속도를 깎지 않는다(업링크가 병목이 되기 전까지는).

무선은 반대다. 하나의 AP·하나의 채널에 붙은 모든 단말이 같은 airtime 을 나눠 쓴다. 그런데 여기서 중요한 건 “나눠 쓴다”가 아니다. 단말이 늘면 총합이 줄어든다.

Duda 의 802.11 성능 분석 논문은 이걸 수치로 보여준다. 802.11b 에서 항상 보낼 데이터가 있는 단말들을 늘려가며 잰 총 처리량은 N=2 에서 7.56 Mb/s, N=10 에서 7.0 Mb/s 로 감소한다. 충돌률이 올라가기 때문이다.4

같은 논문이 지적하는 또 하나가 실무에서 더 아프다. DCF 는 모든 스테이션에 채널 접근 기회를 균등하게 준다. 그런데 인프라 모드에서 AP 는 모든 다운로드 트래픽을 혼자 대표해서 경쟁한다. 단말이 10대면 AP 는 1/11 의 기회밖에 못 얻는다. 그래서 업로드 하나가 다운로드 넷보다 훨씬 좋은 처리량을 가져가는 비대칭이 생긴다.4 이건 버그가 아니라 모델의 귀결이다.

4. 모델 차이 ③ — 오버헤드가 고정인가 가변인가

여기가 가장 실용적인 차이다.

유선: 계산으로 끝난다

이더넷의 프레임당 오버헤드는 상수다. 프리앰블+SFD 8바이트, MAC 헤더 14바이트, FCS 4바이트, 프레임 간격(IFG) 12바이트 = 페이로드 밖으로 38바이트. MTU 1500 안에는 IP 20 + TCP 20 이 들어가므로 TCP 페이로드는 1460바이트다.

효율 = 1460 / (1500 + 38) = 1460 / 1538 = 0.9493

TCP 타임스탬프 옵션(12바이트)이 켜져 있으면 1448/1538 = 0.9415. 이걸 링크 속도에 곱하면:

링크 PHY 속도 TCP 상한(계산)
1000BASE-T 1,000 Mbit/s 941–949 Mbit/s
2.5GBASE-T 2,500 Mbit/s 2,354–2,373 Mbit/s
10GBASE-T 10,000 Mbit/s 9,415–9,493 Mbit/s

iperf3 로 기가비트 링크를 재면 늘 940 Mbps 언저리가 나오는 이유가 이거다. 실측이 아니라 산수다. 그리고 이 값은 거리·벽·이웃·시간대와 무관하게 같다.

위 표는 프레이밍 오버헤드만 반영한 계산값이다. 실제 측정치는 NIC·드라이버·CPU·오프로딩 에 따라 조금 더 낮게 나올 수 있다.

무선: 계산이 안 끝난다

802.11 은 프레임 하나를 보내려면 DIFS 대기 → 랜덤 백오프 → 데이터 전송 → SIFS → 수신측 ACK 를 거친다. 이 중 데이터 전송만 PHY 속도로 빨라지고, DIFS·SIFS·슬롯 타임은 마이크로초 단위 상수로 고정돼 있다. PHY 가 빨라질수록 전체 시간에서 오버헤드가 차지하는 비율이 커진다.

IEEE 802.11 워킹그룹이 1999년에 낸 프로토콜 효율 분석 문서가 이 역설을 직접 다룬다. 같은 MAC 위에 빠른 PHY 를 얹을수록 효율이 떨어진다는 것이다. 문서의 결론 수치는:

  • 작은 패킷 + DATA-ACK: 54 Mbps 에서 효율 0.08
  • 큰 패킷 + DATA-ACK: 54 Mbps 에서 효율 0.69

“There is quantitative efficiency degradation in all scenarios analyzed. … The degradation appears obviously as a result of greater (overhead time / data transfer time) ratio” — IEEE 802.11-99/2565

Duda 의 논문은 백오프까지 넣어 이렇게 정리한다.

“Fact 1: The constant overhead lowers the throughput of the 802.11 DCF to about 20% or 30% of the bit rate depending on the variant.”

구체적으로 802.11g 54 Mb/s 링크에서 단말 하나가 얻을 수 있는 상한은 백오프 제외 시 37.26 Mb/s(U=0.69), 백오프 포함 시 30.68 Mb/s(U=0.57) 다.4

802.11n 이후의 프레임 집성(A-MPDU)은 이 상수 오버헤드를 여러 프레임이 나눠 내게 해서 효율을 크게 끌어올렸다.3 그래서 현대 Wi-Fi 의 효율은 위 숫자보다 훨씬 낫다. 하지만 0 으로 만들 수는 없다. ACK 는 여전히 프레임마다 필요하고, 채널 접근 경쟁도 그대로다.

5. 제품 숫자로 맞춰보기

이제 모델을 실제 제품에 대입한다. 비교할 때 반드시 구분해야 할 세 가지 숫자가 있다.

  1. PHY 최대치 — 벤더 카탈로그의 그 숫자. 변조·채널폭·스트림 수의 곱.
  2. 벤더가 밝히는 추정 처리량 — 벤더가 효율 가정을 넣어 계산한 값. 근거를 명시하는 벤더도 있다.
  3. 제3자 실측 — 방법이 공개된 측정치.

클라이언트 모듈: Intel Wi-Fi 7 BE200

인텔 공식 제품 사양은 5.8 Gbps (320MHz, 4096QAM) 로 적고 있다.6 그런데 같은 회사의 제품 브리프 각주는 그 숫자의 성격을 스스로 밝힌다.

“‘5 Gbps Wi-Fi 7 2x2 client speed’ - is based on the current draft of the 802.11be specification, which specifies the theoretical maximum data rate for a 2x2 device that supports 320 MHz channels in the 6GHz band, with a 4096 QAM modulation is 5.76 Gbps. Based on an industry-standard efficiency assumption, the resulting estimated maximum over-the-air 2x2 client UDP throughput speed would be 5 Gbps” — Intel Wi-Fi 7 BE200 Product Brief, 각주 37

즉 5.76 Gbps 는 이론치, 5 Gbps 는 효율 가정을 넣은 추정치라고 벤더 스스로 라벨을 붙였다. 이건 정직한 표기다(모든 벤더가 이렇게 쓰지는 않는다). 다만 그 “industry-standard efficiency assumption” 이 정확히 무엇인지는 문서에 없고, UDP 기준이라 TCP 는 더 낮다.

AP: 제3자 실측

Level1Techs 가 RF 차폐실에서 동일 클라이언트(BE200, 3 m, 가시선)로 Wi-Fi 7 AP 3종을 iperf3 로 측정한 결과다.8

항목 NETGEAR RS700S EnGenius ECW536 (MLO) ASUS BE-18000
TCP 2스트림 forward 2,892 Mbps 3,161 Mbps 2,195 Mbps
TCP 2스트림 reverse 3,512 Mbps 3,026 Mbps 389 Mbps
idle p50 지연 4.5 ms 2.7 ms 3.5 ms
idle p99 지연 12.6 ms 6.7 ms 7.0 ms

최고치인 3,512 Mbps 를 같은 클라이언트의 이론 PHY 5,760 Mbps 로 나누면 약 61% 다. 차폐실·3 m·가시선이라는, 가정에서 재현되지 않는 조건에서 그렇다.

같은 리뷰의 유선 기준선은 이렇게 적혀 있다.

“On a wired Ethernet connection, you’re used seeing ping times of 1 ms or less to your router. … there’s no contention for the medium, and there’s no error recovery overhead. … The Wi-Fi MAC layer adds about 1–2 ms of fixed overhead per round trip just for this channel access and acknowledgment dance, even for UDP type traffic.”

소비자 환경: 대역별 비교

MyBroadband 가 Wi-Fi 7 라우터 한 대로 규격·대역만 바꿔가며 NAS 파일 전송을 측정한 결과다. NAS 가 기가비트 포트라 상한이 904 Mbps 로 묶여 있다는 점을 감안해야 한다.9

연결 전송 속도 유선 대비
이더넷 (기가비트) 904 Mbps 100%
Wi-Fi 7 MLO (3대역) 904 Mbps 100%
6 GHz 824 Mbps 91%
5 GHz 584 Mbps 65%
2.4 GHz 136 Mbps 15%

이 표가 말하는 건 “Wi-Fi 7 이 빠르다”가 아니라 “대역이 전부다” 에 가깝다. 같은 최신 규격이라도 2.4 GHz 로 내려가면 기가비트 유선의 15% 다. 규격 세대보다 대역 선택이 훨씬 크게 작용한다는 건 이 측정의 저자도 같은 결론으로 적고 있다.

종합

구분 카탈로그(PHY) 실제로 기대할 값 조건 의존성
1GbE 유선 1,000 Mbit/s 941–949 Mbit/s (계산) 없음
2.5GbE 유선 2,500 Mbit/s 2,354–2,373 Mbit/s (계산) 없음
Wi-Fi 7 2×2 (6 GHz, 320 MHz) 5,760 Mbit/s 차폐실 3 m 에서 ~3,500 Mbps (실측) 거리·벽·간섭·단말 수
Wi-Fi 7, 5 GHz — 기가비트 유선의 약 65% (실측) 상동
Wi-Fi 7, 2.4 GHz — 기가비트 유선의 약 15% (실측) 상동

유선 칸의 값은 계산이고 무선 칸의 값은 측정이다. 이 비대칭 자체가 답이다. 유선은 계산으로 답이 나오기 때문에 측정할 필요가 별로 없고, 무선은 측정해도 조건이 바뀌면 그 값이 더 이상 유효하지 않다.

6. 처리량보다 지연, 지연보다 지연의 분산

실무에서 유선/무선의 차이가 가장 아프게 드러나는 건 평균 속도가 아니다.

위 실측에서 무선 AP 3종의 idle p50 지연은 2.7~4.5 ms, p99 는 6.7~12.6 ms 였다. 유선 기준선은 p50 약 0.5 ms, p99 약 1 ms 로 적혀 있다.8 절대값 차이는 2~4 ms 로, 게임 핑 기준으로는 무시할 만하다.

문제는 부하를 걸었을 때 꼬리가 벌어지는 정도다. 같은 측정에서 UDP 부하를 올려가며 잰 RS700S 의 p99 는 100 Mbps 에서 11.0 ms, 1,000 Mbps 에서 19.1 ms, 2,468 Mbps 에서 127.0 ms 로 튀었다. 처리량은 계속 올라가는데 지연이 먼저 무너진다.

이게 왜 인프라에서 중요한가. TCP 재전송 타이머, 헬스체크 타임아웃, 분산 시스템의 리더 선출·리스 갱신 같은 것들은 전부 평균이 아니라 꼬리 지연에 반응한다. 평균 4 ms 짜리 링크에서 가끔 127 ms 가 나오면, 평균만 보고 잡은 타임아웃은 그 순간에 터진다.

7. 실제 운영 중인 클러스터에서 잰 값

이 글의 앞 내용은 전부 남의 측정이다. 내가 직접 잰 것도 붙인다. 가정에 있는 소규모 쿠버네티스 클러스터로, 노드가 전부 무선으로 붙어 있다(설계상 그렇게 했다). 같은 AP, 같은 시각, 45~60초 델타 측정이다.

노드 무선 칩셋 세대 협상 비트레이트 신호 재전송률 실패율
A 802.11g (레거시) 36 Mbit/s -15 dBm 97.0% 8.02%
B 802.11n (iwlwifi) 144.4 Mbit/s (MCS15 SGI) -59 dBm 2.8% —
C, D 802.11ax 86.0 / 103.2 Mbit/s (HE-MCS7/8) -64 / -67 dBm 미보고* —

* 해당 드라이버가 재전송 카운터를 채우지 않는다. 0 으로 보이는 건 완벽한 링크라는 뜻이 아니다.

여기서 세 가지가 보인다.

첫째, 신호 세기는 링크 품질의 순위를 매기지 못한다. 가장 신호가 센 노드 A(-15 dBm)가 재전송률 97.0% 로 최악이고, 훨씬 약한 노드 B(-59 dBm)가 2.8% 로 최선이다. 다만 노드 A 는 교란 요인이 셋 겹쳐 있다 — AP 와 가장 가깝고(수신 과포화 가능성), 유일하게 레거시 802.11g 카드이며, 부하가 가장 높다. 그래서 “신호가 세서 느리다”고 단정할 수는 없다. 말할 수 있는 건 dBm 만으로 순위를 매기면 틀린다는 것뿐이다.

둘째, 재전송률 97% 는 유선에 대응물이 없는 숫자다. 이더넷 전이중 링크에는 MAC 계층 재전송이라는 개념 자체가 없다. 프레임이 깨지면 FCS 에서 버려지고 상위 계층이 처리한다. 무선은 이 97% 를 PHY/MAC 이 흡수해서 상위 계층에는 “좀 느린 링크”로만 보이게 한다. 즉 무선의 손실은 패킷 손실이 아니라 지연과 지터로 번역돼서 올라온다.3 이게 3장에서 본 “회피 비용을 매 프레임마다 낸다”의 실물이다.

셋째, 같은 네트워크 안에서 세대 차이가 3~4배다. 노드 A 와 B 는 같은 AP·같은 방에 있는데 협상 비트레이트가 36 vs 144.4 Mbit/s 다. 무선에서 “우리 집 속도”라는 단일 숫자는 존재하지 않는다. 단말별로 다르고, 시간별로 다르다.

이 측정 과정에서 내가 저지른 오류와 그 교정은 따로 정리해 두었다. 신호가 가장 센 노드가 가장 느렸다 · dBm 은 링크 품질이 아니다

8. 그래서 무엇을 기준으로 고르나

모델 차이에서 바로 따라 나오는 판단 기준이다.

유선을 써야 하는 곳 — 값이 예측 가능해야 하는 자리.

  • 클러스터 노드 간 통신, 스토리지 트래픽, 백업
  • 헬스체크·리스 갱신처럼 꼬리 지연에 타임아웃이 걸린 것
  • 항상 켜져 있고 움직이지 않는 장비

무선으로 충분한 곳 — 값이 평균적으로만 좋으면 되는 자리.

  • 휴대 단말, 스트리밍, 웹, 일반 업무
  • 6 GHz 대역을 쓸 수 있고 AP 와 같은 공간이면 기가비트 유선에 근접한다(실측 91%)

무선으로 하면 안 되는 걸 무선으로 했을 때 생기는 일 — 내 클러스터가 그 사례다. 노드가 전부 무선이라 링크가 흔들릴 때마다 컨테이너가 죽고, 재시작 백오프가 최대 5분까지 올라가서 실제 장애 3초가 체감 장애 5분이 됐다. 처리량이 문제가 아니었다. 연구용으로 일부러 그렇게 둔 구성이라 유지하고 있지만, 운영이었다면 선을 깔았어야 할 자리다.

한 줄로 줄이면 이렇다. 무선의 약점은 느린 게 아니라 예측이 안 되는 것이다. 카탈로그 숫자만 보면 무선이 이미 유선을 앞질렀고, 좋은 조건에서는 실제로 그렇다. 하지만 “좋은 조건”을 보장하는 비용이 랜선 한 가닥보다 비싸다.

9. 근거의 한계

정직하게 밝혀 둘 것들이다.

  • 중립 헤드투헤드가 부족하다. 표준 문서(1차)와 벤더 스펙(벤더 1차)은 확실하지만, “동일 조건에서 유선과 무선을 나란히 측정한 동료심사 벤치마크”는 찾지 못했다. 위 제3자 측정 두 건은 방법이 공개돼 있으나 각각 포럼 리뷰와 매체 테스트이고, 동료심사가 아니다.
  • 제3자 측정은 서로 조건이 다르다. Level1Techs 는 RF 차폐실 3 m, MyBroadband 는 기가비트 NAS 가 상한. 두 표의 숫자를 직접 비교하면 안 된다.
  • 효율 분석 논문은 802.11b/g 시대 것이다. 20~30% 라는 Duda 의 수치는 프레임 집성 이전이라 현대 Wi-Fi 에 그대로 적용되지 않는다. 그래서 이 글에서는 “구조가 그렇다”는 논지에만 썼고, 현대 수치는 제3자 실측으로 대체했다.
  • 내 클러스터 측정은 노드 4대·단일 AP·가정 환경이라 일반화할 수 없다. 특히 노드 A 의 97% 재전송률은 교란 요인 3개가 겹쳐 있어 원인을 특정하지 못했다.
  • 유선 표의 값은 계산이지 측정이 아니다. 프레이밍 오버헤드만 반영했다.

References

  1. IEEE Std 802.3-2022, IEEE Standard for Ethernet (표준 개요 및 초록). IEEE Standards Association. https://standards.ieee.org/ieee/802.3/10422/ ↩

  2. IEEE 802.3, Clause 4 / Annex 4A “Simplified full duplex media access control” (IEEE 802.3 EFM 태스크포스 공개 문서). https://www.ieee802.org/3/efm/public/jan04/THIN_MAC/4Ad3_1CMP.pdf ↩

  3. I. Grigorik, High Performance Browser Networking, O’Reilly — “Performance of Wireless Networks: WiFi”. https://hpbn.co/wifi/ ↩ ↩2 ↩3

  4. A. Duda, “Understanding the Performance of 802.11 Networks,” IEEE PIMRC 2008. https://drakkar.imag.fr/IMG/pdf/duda.pimrc08.pdf ↩ ↩2 ↩3

  5. IEEE 802.11-99/256, “Evaluation of Protocol Efficiency” (IEEE 802.11 워킹그룹 문서, 1999-11). https://www.ieee802.org/11/Documents/DocumentArchives/1999_docs/92568S-Evaluation-of-Protocol-Efficiency_doc.PDF ↩

  6. Intel® Wi-Fi 7 BE200 제품 사양 (Intel 공식). https://www.intel.com/content/www/us/en/products/sku/230078/intel-wifi-7-be200/specifications.html ↩

  7. Intel® Wi-Fi 7 BE200 (Gale Peak 2) Product Brief (Intel 공식 문서). https://www.intel.com/content/www/us/en/content-details/761674/intel-wi-fi-7-be200-gale-peak-2-product-brief.html ↩

  8. “NETGEAR Nighthawk RS700S Wi‑Fi 7 — Real-World Performance Review,” Level1Techs Forums, 2026-06-11 (RF 차폐실, Intel BE200 클라이언트, iperf3). 제3자 측정이며 동료심사는 아님. https://forum.level1techs.com/t/netgear-nighthawk-rs700s-wi-fi-7-real-world-performance-review/251315 ↩ ↩2

  9. W. Steyn, “We tested Wi-Fi 7 and achieved super fast speeds,” MyBroadband, 2025-11-04. 제3자 매체 측정이며 NAS 가 기가비트 포트로 상한. https://mybroadband.co.za/news/wireless/616317-we-tested-wi-fi-7-and-achieved-super-fast-speeds.html ↩