[Study - Internet] 인터넷 작동 원리
인터넷이란?
인터넷을 알기 전에 TCP/IP가 무엇인지 알아야 한다.
TCP/IP란?
TCP/IP가 나타난 이유는 먼저 컴퓨터 간의 통신을 위해서 이다.
TCP/IP는 컴퓨터와 컴퓨터 간의 LAN(지역 네트워크), WAN(광역 네트워크)에서 원활한 통신을 가능하도록 하기 위한 통신 규약으로 정의할 수 있다.
최초는 ARPANET(최초의 컴퓨터)로 시작되었으며, 미국방위통신청에서 컴퓨터 간의 통신을 위해서 TCP/IP를 사용하도록 한 것이 그 시초가 되었다.
컴퓨터 간의 통신을 위해서 TCP/IP를 선택한 이유는 TCP/IP의 개방성에 그 정답이 있다. 즉, 하드웨어, 운영체제, 접속 매체에 관계없이 동작할 수 있다는 점 때문에 인터넷 통신을 위한 핵심으로 선택되었다.
그리고, IP 기반에 TCP가 사용되듯 TCP/IP 2개의 프로토콜로 이루어져 있다. 쉽게 말해, IP 프로토콜 위에 TCP 프로토콜이 놓이게 된 것이다.
IP
네트워크 상에서 컴퓨터는 고유한 주소가 있다. 컴퓨터의 주소는 인터넷에 접속할 때 컴퓨터 각각에 부여 받는다. (집 주소나 전화번호처럼 이 주소는 총 4바이트로 이루어져 있다.)
예를 들어, Windows의 cmd에서 ipconfig, Unix 계열에서 ifconfig로 치면 192.168.2.1 처럼 내 컴퓨터의 IP 주소를 알 수 있다.
TCP
TCP 덕분에 클라이언트와 서버 사이에 데이터를 주고 받을 수 있다. 즉, 클라이언트와 서버 간에 데이터를 신뢰성 있게 전달하기 위해 만들어진 프로토콜이다.
그리고, TCP는 LAN(근거리 통신망), WAN(원거리 통신망), 인트라넷, 인터넷 등 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 데이터를 안정적으로 순서대로 에러 없이 데이터를 교환할 수 있게 한다.
인터넷이란 각 컴퓨터들 간의 TCP/IP 통신 프로토콜을 이용해서 서로 데이터를 주고 받도록 하는 네트워크를 말한다. 또한, 네트워크의 네트워크를 구현하여 모든 컴퓨터를 하나의 통신망 안에 연결하고자 하는 의도에서 이를 줄여 인터넷이라고도 한다.
네트워크
두 컴퓨터 간의 통신
간단하게 두 개의 컴퓨터가 통신이 필요할 때 내 컴퓨터와 다른 사람의 컴퓨터 물리적(케이블 선) 또는 무선(Wifi, Bluetooth)으로 연결되어야 한다.
여러 대의 컴퓨터를 연결을 할 수는 있다. (아래 그림)
여러 대의 네트워크
이렇게 연결이 되어 있으면 네트워크 수가 더 많아질 때 관리하기도 힘들 뿐더러 가독성도 떨어진다.
라우터를 이용한 네트워크
위의 문제를 해결하기 위해 라우터라는 것이 나왔다.
각 컴퓨터에 라우터라는 특수한 소형 컴퓨터에 연결이 된다.
위 그림처럼 컴퓨터와 컴퓨터 간의 연결이 아닌 컴퓨터가 10개의 플러그가 있는 하나의 라우터에 10대의 컴퓨터당 하나씩 가지고 있는 케이블로만 연결이 된다.
이 라우터는 생각보다 간단한 작업을 한다. 그냥 데이터를 원하는 컴퓨터한테 잘 전달해주게 하는 것이다.
컴퓨터 A가 컴퓨터 B에게 메시지를 보내려면 일단 메시지를 라우터로 보내야 하며 라우터는 이 메시지를 B로 전달하고, 그 외에 상관없는 컴퓨터에게는 보내지 않도록 하는 것이다.
하지만, 이 방법도 몇 백, 몇 천대의 컴퓨터는 단일 라우터로 확장이 불가능하다.
처음에 컴퓨터와 컴퓨터를 연결했던 것처럼 라우터도 컴퓨터이기 때문에 라우터끼리 연결해서 네트워크를 확장할 수 있다.
라우터와 라우터 연결을 통한 네트워크의 네트워크
네트워크의 네트워크를 구현하여 모든 컴퓨터를 하나의 통신망에 연결하는 것이 인터넷인 것처럼 이러한 네트워크가 인터넷이라고 부르는 것에 가깝다.
하지만 가장 중요한 것은 아주 먼 곳에 있는 지역과는 케이블 연결이 불가능하다.
이 문제를 해결하기 위해서는 네트워크를 전화 시설과 연결하기 위한 모뎀이라는 특별한 장비가 필요하다.
모뎀은 네트워크의 정보를 전화 시설에서 처리할 수 있는 정보로 바꾼다. (그 반대의 경우도 마찬가지이다.)
모뎀을 이용한 네트워크 연결
이 네트워크는 전화망에 연결이 되어 누가 어디에 있든 데이터를 주고 받을 수 있다.
하지만, 그 데이터를 주고 받기 위해서는 네트워크를 인터넷 서비스 제공 업체 ISP에 연결한다.
ISP는 모두 함께 연결되는 몇몇 특수한 라우터를 관리하고 다른 ISP의 라우터에도 액세스를 할 수 있는 회사이다. 따라서, 네트워크의 메시지는 ISP 네트워크의 네트워크를 통해 대상 네트워크로 전달된다. (ISP는 예를 들어, LG U+, KT, SKT 등이 있다.)
따라서, 네트워크의 메시지는 ISP 네트워크의 네트워크를 통해 대상 네트워크로 전달된다. 인터넷은 이러한 전체 네트워크 인프라로 구성된다.
단순히 ISP는 중간에서 데이터를 전달을 해주는 역할이다.
전체 네트워크 인프라
순서
- 컴퓨터와 컴퓨터를 케이블 또는 무선 연결
- 개수가 많아지면 복잡하여 라우터 등장
- 단일 라우터만으로 몇 백, 몇 천대 연결은 불가능하여 라우터와 라우터를 연결
- 거리가 먼 지역은 케이블과 무선으로 연결 불가능 → 네트워크의 정보를 전화 시설에 처리 할 수 있는 모뎀 출현
- 네트워크에서 도달하려는 네트워크로 데이터를 보내기 위해 ISP에 연결