[네트워크] 인터넷이란 무엇인가? : 두 가지 관점으로 알아보기

[Computer Networking - A Top Down Approch] 원서와 번역본을 읽고 작성한 글입니다. 오역이 있을 수 있습니다.

Chapter 1.1.1 ~ 1.1.2

인터넷이란 무엇일까?

이 질문에 답하기 위한 두 가지 방법이 있다.

1. 인터넷의 구성요소(nuts and bolts) 기술하기

2. 분산 애플리케이션에 서비스를 제공하는 네트워킹 인프라스트럭처 관점에서 인터넷 기술하기

아직은 무슨 의미인지 감이 오지 않는다. 알아보자.

1. 구성요소로 본 인터넷 (Nuts and Bolts View)

1.1 호스트(host) = 종단 시스템(end system)

• 인터넷은 전 세계적 수십 억 개의 컴퓨팅 장치를 연결하는 컴퓨터 네트워크다.

  • 여기서 말하는 컴퓨팅 장치는 전통적인 데스크톱 PC, 리눅스 워크 스테이션, 웹 / 메일 서버였으나, 요즘은 스마트폰, 테블릿, IoT 등이 인터넷에 연결되면서 컴퓨터 네트워크라는 용어는 진부하게 느껴지고 있다.

• 이러한 모든 장치는 호스트(host) 혹은 종단 시스템(end system)이라고 부른다.

• 종단 시스템(end system)은 통신링크(communication link)와 패킷 스위치(packet switch)의 네트워크로 연결된다.

1.2 통신링크(communication link)와 패킷(packet)

• 통신링크(communication link)는 동축케이블, 구리선, 광케이블 등 다양한 물리 매체로 구성된다.

• 이때 각각의 링크들은 다양한 전송 속도(transmission rate, 링크 대역폭)을 이용하여 데이터를 전송한다.

  • 전송 속도은 초당 비트 수를 의미하는 bps(bit per second) 단위를 사용한다.

• 한 송신 종단시스템(end system)에서 수신 종단시스템(end system)으로 데이터를 보낸다고 하자.

• 송신 end system은 데이터를 세그먼트로 나누고 header를 붙인다.

• 이렇게 만들어진 정보 패키지를 패킷(packet)이라고 부른다.

• 패킷은 목적지에서 원래의 데이터로 다시 조립된다. 🧱

1.3 패킷 스위치(packet switch) = 패킷 교환기

• 패킷 스위치(packet switch)는 입력 통신 링크 중 하나로 도착하는 패킷을 받아 출력 통신 링크 중 하나로 전달한다.

• 패킷 스위치 형태는 많지만 오늘날 가장 널리 사용되는 두 가지는 다음과 같다.

  • 라우터(router) - 주로 접속 네트워크에서 사용

  • 링크 계층 스위치(link-layer switch) - 주로 네트워크 코어에서 사용

• 패킷이 전달되는 동안 거쳐온 일련의 통신 링크와 패킷스위치를 경로(route 혹은 path)라고 한다.

1.4 패킷 교환 네트워크는 고속도로와 비슷하다 🛣️

• 패킷 교환 네트워크는 고속도로, 도로, 교차로 등의 수송 네트워크와 유사하다.

• 굉장히 먼 목적지 창고로 많은 양의 화물을 옮겨야 하는 공장이 있다고 하자.

• 공장에서 화물📦은 세그먼트화되고 각 트럭🚛에 나눠져 운반된다.

• 각 트럭은 고속도로, 도로, 교차로등의 네트워크를 통해 목적지 창고로 이동한다.

• 목적지 창고에서 화물은 실려온 나머지 화물들과 합쳐진다.

• 따라서 패킷은 트럭과 유사하고 통신 링크는 고속도로 또는 도로 와 유사하며 패킷 스위치는 교차로와 유사하다.

1.5 ISP를 통한 인터넷 접속

• 종단 시스템(end system)은 ISP(Internet Service Provider)를 통해 인터넷에 접속한다.

• ISP는 패킷 스위치와 통신 링크로 이루어진 네트워크다.

• 종단 시스템(end system)에게 케이블 모뎀이나 DSL 같은 가정용 초고속 접속, 고속 LAN 접속, 이동 무선 접속 등 다양한 네트워크 접속을 제공한다.

• 인터넷은 end system을 서로 연결하는 것이므로 end system에 접속을 제공하는 ISP들도 서로 연결되어야만 한다.

• 이러한 하위 ISP들은 국제 상위 계층 ISP를 통해 서로 연결한다. 그리고 상위 계층 ISP들은 서로 직접 연결된다.

• 상위 계층이든 하위 계층이든 ISP 네트워크는 따로 관리되고 IP 프로토콜을 수행하며 네이밍과 주소 배정 방식을 따른다.

1.6 프로토콜(protocol)

• end system, packet switch를 비롯한 인터넷의 다른 구성요소는 프로토콜(protocol)을 수행한다.

• 특히 TCP와 IP가 중요

• IP 프로토콜은 router와 end system 사이에 송수신되는 패킷 포맷 기술

• 이러한 인터넷의 주요 프토콜을 TCP / IP라고 통칭함.

프로토콜에 관련된 내용은 다음 게시물에서 상세히 설명

1.7 인터넷 표준 (internet standard)

• 인터넷에서 프로토콜의 중요성을 감안할 때, 프로토콜이 무엇을 수행하는지 합의하는 것도 중요하다.

  • 이것이 표준을 만드는 이유다.

• 인터넷 표준은 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 개발하며 IETF 표준문서를 RFC(requests for comment)라고 한다.

• 이들은 TCP, IP, HTTP, SMTP 같은 프로토콜을 정의하며, 현재 약 9,000개 이상의 RFC가 있다.

2. 서비스 측면에서 본 인터넷

앞서 인터넷을 구성하는 여러 구성 요소를 살펴봤다. 우리는 다른 관점에서도 인터넷을 기술할 수 있다.
즉, 애플리케이션에 서비스를 제공하는 인프라스트럭처로서 인터넷을 기술할 수 있다.

• 인터넷 애플리케이션은 전자메일, 웹 서핑과 같은 전통적인 애플리케이션 뿐만 아니라, 스트리밍, 지도 서비스, 모바일 스마트폰과 태블릿 애플리케이션을 포함한다.

• 이러한 애플리케이션은 서로 데이터를 교환하는 많은 end system을 포함 하기 때문에 분산 어플리케이션(distributed application)이라고 부른다.

• 중요 : 인터넷 애플리케이션은 end system에서 수행된다. (네트워크 코어에 있는 패킷 스위치에서 수행되지 않는다)

  • 패킷 스위치는 end system 간의 데이터 교환을 쉽게 해주지만 애플리케이션에는 관심 X

• 인터넷에 접속된 end system은 소켓 인터페이스(socket interface)를 제공한다.

  • 소켓 인터페이스란, 한 end system에서 수행되는 프로그램이 어떻게 다른 end system에서 실행되고 있는 특정 목적지 프로그램으로 데이터를 전송하도록 요구하는지에 대해 명시한 것이다.

  • 송신 프로그램이 따라야 하는 규칙의 집합이며, 인터넷은 이 규칙에 따라 데이터를 목적지 프로그램으로 전달하게 된다.