인터넷은 어떻게 작동될까요?
인터넷?
인터넷은 웹의 핵심적인 기술이다.
인터넷은 컴퓨터로 연결하여 TCP/IP 라는 통신 프로토콜을 이용해 정보를 주고받는 컴퓨터 네트워크이다.
인터넷의 시작
인터넷의 유래는 1960~1970년대 미국 국방부 산하의 고등 연구국(Advanced Research Projects Agency, ARPA)의 연구용 네트워크가 시초이다. 동서냉전이 한창이던 때 미국 국방부 고등계획국에서는 핵전쟁 등의 상황에서도 살아남을 수 있는 네트워크를 연구했다. 이 통신망을 ARPANET이라고 하였으며 현재의 인터넷망의 시초이다. 1980년 대에 많은 국립 대학과 비공개 기업의 지원으로 공공의 기반으로 변화됐다. 인터넷을 지원하는 다양한 기술은 시간이 지남에 따라 진화 해 왔지만 작동 방식은 그다지 변하지 않았다.
인터넷의 작동 방식
데이터를 사용하는 쉬운 방법은 위성을 사용하는 것이다. 허나 이런 위성 인터넷은 거리가 너무 멀어 신호 수신에 상당한 지연을 초래한다. (위성인터넷의 문제는 더 있다.)
그렇다면 우리는 어떤 방법을 사용하는가?
우리는 광섬유 케이블을 통한 광섬유 네트워크를 사용한다.
우선 인터넷의 작동 방식을 알기 위해 IP주소를 알아야 한다.
네트워크에 연결된 모든 컴퓨터에는 IP주소(IP는 인터넷 프로토콜을 나타냄)라는 고유한 주소가 있다.
현실세계에서 집주소를 적어 택배를 보내듯 IP주소는 모든 정보가 목적지에 도달하도록 하는 역할을 한다.
IP주소는 점과 숫자로 이뤄져있어 외우기 어렵기 때문에 도메인 이름으로 사람들이 읽을 수 있게 지정할 수 있다.
실제로 웹사이트에서 도메인 이름을 입력하면 어떤 순서로 작동하는지 정리해보겠다.
1. 도메인 이름을 입력하면 브라우저가 해당 IP주소를 DNS서버에 요청한다.
2. DNS서버에서는 도메인 이름에 해당하는 IP주소를 반환한다.
3. IP주소를 받은 후 브라우저는 해당 요청을 각 서버로 전달한다.
4. 서버가 특정 웹사이트에 대한 접속 요청을 받으면 패킷단위로 데이터의 흐름이 시작된다.
(패킷 : 통신망을 통해 전송하기 쉽도록 자른 데이터의 전송 단위)
5. 데이터는 광섬유 케이블을 통해 디지털 형식(광펄스 형식)으로 전송된다.
(참고 : 광섬유 케이블은 항상 땅 밑에 위치해 있다.)
6. 광섬유 케이블의 빛 신호는 라우터를 통해 전기 신호로 변환된다.
7. 이더넷 케이블을 사용하여 노트북에 전기 신호를 전송한다.
셀룰러 데이터를 사용하여 인터넷에 접속할 경우,
6. 광섬유 케이블의 빛 신호는 기지국으로 보내진다.
7. 기지국에서 그 신호를 전자파 형태로 핸드폰에 보내게 된다.
인터넷의 변화
1.단순한 네트워크
1) 1:1 연결
두 개의 컴퓨터가 통신이 필요할 때, 우리는 다른 컴퓨터와 물리적으로(보통 이더넷 케이블) 또는 무선으로(예를 들어, WiFi 나 Bluetooth 시스템) 연결되어야 한다. 모든 현대 컴퓨터들은 이러한 연결 중 하나를 이용하여 연결을 지속할 수 있다.
이 글의 나머지 부분에서는 유선 케이블에 대해서만 이야기 하지만 무선 네트워크도 동일한 방식이다.
2) 多:多 연결
네트워크는 두 대의 컴퓨터로 제한되지 않고 원하는 만큼 연결할 수 있다. 그러나 이렇게 연결할 수록 매우 복잡해진다.
예를 들어 10대의 컴퓨터를 연결하려는 경우 컴퓨터 당 9개의 플러그가 달린 45개의 케이블이 필요하다.
이 문제를 해결하기 위해 네트워크의 각 컴퓨터에는 라우터라고 하는 특수한 소형 컴퓨터에 연결된다. 이 라우터에는 단 하나의 작업만 있다. 철도역의 신호원처럼 주어진 컴퓨터에서 보낸 메세지가 올바른 대상 컴퓨터에 도착하는지 확인한다. 컴퓨터는 B에게 메세지를 보내려면 컴퓨터 A가 메세지를 라우터로 보내야 하며, 라우터는 메세지를 컴퓨터 B로 전달하고 메세지가 컴퓨터 C로 배달되지 않도록 해야 한다. 이 라우터를 시스템에 추가하면 10대의 컴퓨터 네트워크에는 10개의 케이블만 필요하다. 각 컴퓨터마다 단일 플러그와 10개의 플러그가 있는 하나의 라우터가 필요하다.
2.네트워크 속의 네트워크
그렇다면 수백, 수천, 수십억 대의 컴퓨터를 연결하는 것은 어떨까? 라우터는 다른 컴퓨터와 마찬가지로 컴퓨터이다. 고로 라우터끼리 연결할 수 있다.
컴퓨터를 라우터에 연결하고, 라우터에서 라우터로 무한히 확장할 수 있다.
이러한 네트워크는 우리가 인터넷이라고 부르는 것에 가깝지만, 우리는 놓치고 있는 한가지가 있다. 물리적 한계이다. 예를 들어 아주 먼 곳 까지 수십 개의 라우터를 유선 케이블로 연결할 수 있을까? (가능은 하겠지만, 국내와 해외를 연결한다고 생각하면 끔찍하겠다.)
이 문제를 처리하기 위해 전력 및 전화와 같이 이미 집에 연결된 케이블인 전화선을 이용하기로 했다. 전화기 기반의 시설은 이미 세계 어느 곳과도 연결되어 있기에 완벽한 배선이라 할 수 있겠다. 우리의 네트워크를 전화 시설과 연결하기 위해선, 모뎀이라는 특수 장비가 필요하다.
모뎀은 우리 네트워크의 정보를 전화 시설에서 처리할 수 있는 정보로 바꾸며, 그 반대 또한 가능하다.
우리의 네트워크는 전화 시설에 연결된다. 다음 단계는 우리의 네트워크에서 도달하려는 네트워크로 메시지를 보내는 것이다. 그렇게 하기 위해 네트워크를 인터넷 서비스 제공 업체(Internet Serveice Provider, ISP)에 연결한다.
ISP는 모두 함께 연결되는 몇몇 특수한 라우터를 관리하고 다른 ISP의 라우터에도 액세스 할 수 있는 회사이다. (한국에는 KT, SK텔레콤, LG유플러스 등이 있다.)
따라서 우리 네트워크의 메시지는 ISP네트워크의 네트워크를 통해 대상 네트워크로 전달된다. 인터넷은 이러한 전체 네트워크 인프라로 구성된다.
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