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인터넷의 작동 원리

1. 인터넷
2. TCP/IP
3. 네트워크
   1. 단순한 네트워크
   2. 네트워크 속의 네트워크
4. 참고 자료

인터넷

인터넷은 정보를 담고 있는 각 컴퓨터들을 TCP/IP라는 통신 프로토콜을 이용하여 서로 정보를 주고받도록 한 컴퓨터 네트워크를 말한다. 또는 네트워크와 네트워크를 구현하여 모든 컴퓨터를 하나의 통신망에 연결하고자 하는 의도에서 인터넷이라고 부르기도 한다.

인터넷의 단어를 분해해서 살펴보면, '내부 망(Inter-net)'이라는 의미를 가지고 있다.

인터넷의 사전적 정의는 '컴퓨터들이 연결된 통신망'이다. 하나 이상의 컴퓨터가 통신하기 위해서는 서로간의 연결이 필요한데, 이러한 연결을 통해 형성된 거대한 네트워크가 곧 인터넷이다. 통신에는 TCP/IP라는 통신 프로토콜이 사용된다.

그렇다면 TCP/IP는 무엇일까?

TCP/IP

TCP/IP는 컴퓨터간의 지역네트워크(LAN), 광역네트워크(WAN)에서 원활한 통신이 가능하도록 하기 위한 통신 규약이다.

컴퓨터간의 통신을 위해 TCP/IP가 선택된 이유는 TCP/IP가 가진 개방성에 있다. 하드웨어, 운영체제, 접속매체에 관계 없이 동작할 수 있다는 점 덕분에 인터넷 통신을 위한 핵심으로 선택될 수 있었다.

TCP/IP는 이름에서도 알 수 있듯이 2개의 프로토콜의 조합으로 이루어져 있다. IP 기반에 TCP가 사용되기 때문에 TCP/IP라는 명칭을 얻게 된 것이다.

인터넷의 개념을 파악하기 위한 IP와 TCP의 기본적인 정보는 다음과 같다.

• IP(Internet Protocol)
  네트워크 상에서 컴퓨터는 고유한 주소를 가진다. 컴퓨터의 주소는 인터넷에 접속할 때 부여받게 된다. 이 주소는 총 IPv4의 경우 4바이트로 이루어져 있다.
  예를 들어 192.168.2.1과 같은 형식이다. 내 컴퓨터의 IP 주소가 궁금하다면 Windows는 ipconfig, 유닉스 계열은 ifconfig 명령어로 확인할 수 있다.
• TCP(Transmission Control Protocol)
  클라이언트와 서버간의 데이터를 신뢰성 있게 전달하기 위해 만들어진 프로토콜이다. 또한 지역네트워크(LAN), 광역네트워크(WAN), 인트라넷, 인터넷 등 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간의 일련의 데이터를 안정적으로 순서대로 에러 없이 교환할 수 있도록 한다.

네트워크

단순한 네트워크

두 개의 컴퓨터가 통신이 필요할 때, 다른 컴퓨터와 물리적(이더넷 케이블)이나 무선(WiFi, 블루투스)으로 연결되어야 한다. 대부분의 현대 컴퓨터들은 이러한 연결 중 하나를 이용하여 연결을 지속할 수 있다.

그렇다면 만약 연결해야 하는 컴퓨터의 숫자가 더 많다면 어떻게 될까? 10대의 컴퓨터를 연결한다고 가정해 보면 다음과 같다.

10대의 컴퓨터를 연결하려면 컴퓨터 당 9개의 플러그가 달린 45개의 케이블이 필요하다.

연결해야 하는 컴퓨터의 숫자가 늘어날수록, 필요한 플러그의 숫자는 더욱 증가하기 때문에 비용과 복잡도가 증가할 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 라우터이다.

라우터는 네트워크의 각 컴퓨터들에 연결되는 특수한 용도의 소형 컴퓨터이다. 라우터는 철도역의 신호원처럼, 송신자 컴퓨터에서 보낸 메시지가 올바른 수신자 컴퓨터에게 도착하도록 수행하는 역할을 한다.

위 그림의 네트워크에 라우터를 추가하면 10대의 컴퓨터 네트워크에는 10개의 케이블만 연결되면 된다.

네트워크 속의 네트워크

지금까지는 그럭저럭 괜찮았다. 그렇다면 수백, 수천, 수십억 대의 컴퓨터를 연결하는 것은 어떨까? 물론 단일 라우터는 그 정도까지 확장할 수 없지만, 잘 생각해 보면 라우터도 다른 컴퓨터와 마찬가지로 컴퓨터의 일종이다. 그렇다면 두 대의 라우터를 연결하는 것도 충분히 가능할 것이다.

컴퓨터를 라우터에 연결하고, 라우터에서 라우터로 연결하면 네트워크를 무한히 확장할 수 있다.

이러한 네트워크는 우리가 인터넷이라고 부르는 것에 매우 가깝지만, 인터넷은 아니다.

이렇게 구축된 네트워크는 일정 거리 이내의 컴퓨터들을 케이블로 연결한 것이다. 하지만 아주 먼 곳에 있는 컴퓨터들을 케이블로 연결할 수는 없다. 이 문제는 어떻게 해결해야 할까?

전화선과 같이 이미 연결되어 있는 케이블을 이용하는 방법이 있다. 전화기 기반 시설은 이미 세계 각지에 연결되어 있으므로, 지금 시점에서 필요한 가장 완벽한 케이블이라고 볼 수 있다. 현재 구축된 네트워크를 전화 시설과 연결하기 위해서는 모뎀이라는 특수 장비가 필요하다.

모뎀은 네트워크 정보를 전화 시설에서 처리할 수 있는 정보로 바꾸고, 그 반대의 작업도 수행하는 특수한 네트워크 장비이다.

네트워크를 모뎀을 통해 전화 시설에 연결하면 다음과 같다.

다음 단계는 현재 네트워크에서 도달하려는 대상 네트워크로 메시지를 보내는 것이다. 이를 위해서 먼저 네트워크를 인터넷 서비스 제공 업체(ISP, Internet Service Provider)에 연결한다. ISP는 모두 함께 연결되는 몇몇 특수한 라우터를 관리하고 타 ISP의 라우터에도 엑세스를 할 수 있는 회사이다.

현재 네트워크의 메시지는 ISP 네트워크의 네트워크를 통해 대상 네트워크로 전달된다. 인터넷은 이러한 전체 네트워크 인프라로 구성된다.

이러한 과정을 통해서 컴퓨터들간의 통신이 이뤄지게 된다. 이 과정을 간단히 요약하면 다음과 같다.

1. 컴퓨터를 케이블 또는 무선으로 라우터에 연결
2. 라우터는 다른 라우터들과 연결
3. 최상단 라우터가 ISP 모뎀과 연결되어 ISP 네트워크에 연결
4. ISP 네트워트에서 목적지 ISP 네트워크로 연결
5. 이후 1~3 과정을 역순으로 진행

참고 자료

• 인터넷은 어떻게 동작하는가?
• [IT 기술] 인터넷의 작동원리