하드웨어 관점에서 인터넷은 어떻게 연결되는가?

인터넷이란?

정보를 담고 있는 각 컴퓨터들을 TCP/IP 라는 통신 프로토콜을 이용해 서로 정보를 주고받도록 하는 컴퓨터 네트워크를 말한다.

인터넷의 역사는 자세히 알려지지 않았지만 1960년대 한 연구 프로젝트에서 시작되었다고 한다. 그리고 1980년대에 들어서 많은 지원이 추가되며 공공 기반의 서비스로 진화해왔다. 인터넷은 지금에 이르기까지 많은 진화를 해왔지만 작동방식 자체는 크게 변하지 않았다. 인터넷은 다수의 컴퓨터를 연결하고 어떤 일이 있어도 연결 상태를 유지할 수 있는 방법을 찾는 방법이다.

인터넷 네트워크 종류 (발전 과정)

단순한 네트워크

A와 B라는 pc가 통신을 하기 위해서는 한개의 통신 케이블이 필요하다.

다수의 네트워크

그렇다면 위 사진처럼 다수의 컴퓨터를 연결하는 경우에는 어떨까?

10대를 연결하려면 각 컴퓨터끼리 연결한 (10*9)/2 = 45개의 케이블이 필요하게 된다. 이러한 형태를 그물형 접속형태(mesh topology)라고 한다.

그러므로 필요한 케이블의 수는 기하급수적으로 늘어나기 시작한다. 심지어 10대가 아닌 100대 1000대의 pc를 연결하기 위해서는? 이는 비용과 시간을 떠나 물리적으로 구현할 수 없을지도 모른다.

라우터의 탄생

라우터는 이렇게 생겼다

맨 왼쪽 - 외부 LAN 케이블
오른쪽 홈 - 내부 네트워크 케이블

위 문제를 해결하기 위해서 네트워크의 각 컴퓨터는 라우터라는 소형 컴퓨터에 연결되기 시작했다.

라우터는 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 보낸 메세지가 올바른 대상으로 도착하는지 확인하는 일종의 우체국 같은 역할을 한다.

예를 들어 컴퓨터 B에게 메시지를 보내려하면 컴퓨터 A는 메시지를 라우터에게 보내야 하며, 라우터는 메시지를 B 로 전달한다.

라우터는 이때 메시지가 다른 컴퓨터에 가지않도록 동작해야 한다.

이 라우터를 시스템에 추가하면 10대의 컴퓨터 네트워크에는 10개의 케이블만 필요하게 된다.

각 컴퓨터마다 단말 플러그와 10개의 플러그가 있는 하나의 라우터만 있으면 되는것이다.

네트워크 속의 네트워크

이제 케이블의 제한은 라우터로 해결되었다. 근데 라우터가 하나라면?

라우터 역시 pc 이다. 하나의 pc가 수천, 수억개의 케이블을 다 연결하기는 불가능하다. 과학자들은 다시 고민에 들어갔고 다시 해결책을 내놓게 된다.

라우터가 pc 라면 가까운 거리의 pc들을 라우터에 연결시키고 라우터끼리 연결시키면 되지 않을까??

이렇게 인터넷 비스무리한 규모의 네트워크가 탄생하게 되었다. 하지만 아직 조금 부족하다. 연결의 제약은 해결했지만 거리적 제한은 해결하지 못했다.

위와 같은 네트워크를 다른나라, 다른 지역과 연결하기 위해서는 어떻게 해야 할까?

우리들의 집에는 이미 전화기 기반의 시설이 설치되어 있다. 이는 이미 세계 어느 곳과도 연결되어 있기 떄문에 우리에게 필요한 배선이며 이를 이용할수만 있다면 전 세계와 연결할 수 있게 될것이다.

모뎀의 등장

따라서 우리는 모뎀이라는 특수 장비를 만들었다. 이는 우리 네트워크의 정보를 전화 시설에서 처리할 수 있는 구조로 또 그 반대의 경우로 변환해 준다.

ISP

다음 단계는 우리의 네트워크에서 도달하려는 네트워크로 메시지를 보내는 것이다. 그러기 위해 네트워크를 인터넷 서비스 제공업체(Internet Service Provier, ISP)에 연결한다.

ISP는 모두 함께 연결되는 몇몇 특수한 라우터를 관리하고 다른 ISP의 라우터에도 엑세스 할 수 있는 회사이다.

(한국에서는 KT, SK, LG로 볼 수 있다.)

따라서 우리 네트워크의 메시지는 ISP 네트워크를 통해 대상 네트워크로 전달된다. 인터넷은 이러한 전체 네트워크 인프라로 구성되게 된다.

※ 참고

인터넷과 웹 차이점?

앞에서 보았듯이 인터넷은 수십억대의 컴퓨터를 모두 연결하는 기술 인프라이다.
인터넷은 인프라이며, 웹은 그 인프라 위에 구축된 서비스이다.
웹 뿐만 아니라 인터넷 위에 구축된 다른 서비스들(이메일, IRC 등)도 있다.

컴퓨터 찾기

컴퓨터에 메시지를 보내려면 메시지를 받을 특정 컴퓨터를 지정해야 한다. 따라서 네트워크에 연결된 모든 컴퓨터에는 IP(Internet Protocol)라는 고유한 주소가 있다. 주소는 점으로 구분 된 4개의 숫자로 구성되어 있다. ex) 192.168.0.1

이 IP주소만 있어도 다른 컴퓨터를 찾아가는데 아무런 문제가 없지만 주소의 이름은 사람이 읽기도, 외우기도 어렵다.

따라서 우리는 '도메인 이름' 이라는 사람이 읽을 수 있는 IP 주소의 이름을 지정할 수 있다.

ex)
도메인 주소 : https://www.google.com
IP 주소 : 173.194.121.32

위 두 주소를 통해서 똑같은 사이트에 들어갈 수 있다면 IP 주소보다는 도메인 이름이 사용성이 좋고 따라서 현재 우리가 아는 naver.com 이나 google.com과 같은 웹사이트가 등장할 수 있게 된 것이다.

요약

인터넷(Internet)은 웹의 핵심적인 기술이다.

인터넷은 컴퓨터를 서로 연결하여 TCP/IP라는 통신 프로토콜을 이용해 정보를 주고받는 컴퓨터 네트워크이다.

[인터넷 변화 양상]

① 컴퓨터 ↔ 컴퓨터

② 컴퓨터 ↔ 라우터 ↔ 컴퓨터

③ 컴퓨터 ↔ 라우터 ↔ 라우터 ↔ 컴퓨터

④ 컴퓨터 ↔ 라우터 ↔ 모뎀 ↔ 전화 시설 ~

⑤ 컴퓨터 ↔ 라우터 ↔ 모뎀 ↔ 전화 시설 ↔ ISP (↔ ISP) ↔ 전화 시설 ↔ 모뎀 ↔ 라우터 ↔ 컴퓨터

참고