1.1.1 A Nuts-and-Bolts Description (기본 설명)
인터넷
전 세계 수십억 개의 컴퓨팅 장치를 상호 연결하는 컴퓨터 네트워크.
호스트(Host) & 종단 시스템(End System)
- 데스크톱 컴퓨터, 리눅스 워크스테이션, 서버 등의 장치뿐만 아니라, TV, 게임 콘솔, 온도 조절기, 홈 보안 시스템, 가전제품, 시계, 안경, 자동차, 교통 제어 시스템 등과 같은 비전통적인 인터넷 기기까지 포함됨.
- 종단 시스템들은 통신 링크(communication link) 및 패킷 스위치(packet switch) 네트워크로 연결됨.
통신 링크(Communication Link)
- 동축 케이블, 구리선, 광섬유, 전파 스펙트럼과 같은 다양한 물리적 매체로 구성됨.
- 링크마다 데이터 전송 속도가 다르며, 전송 속도는 초당 비트 수(bits per second, bps)로 측정됨.
패킷(Packet)
- 송신 종단 시스템에서 수신 종단 시스템(목적지)으로 보내지는 데이터 단위.
- 송신 측 종단 시스템은 데이터를 여러 개의 세그먼트(segment)로 나누고, 각 세그먼트에 헤더 바이트를 추가함.
- 이렇게 생성된 정보의 꾸러미를 패킷(packet)이라 하며, 목적지 종단 시스템에서 원래 데이터로 재조립됨.
- 세그먼트에 IP 헤더를 추가하면 패킷이 생성됨, 즉 패킷은 단일 세그먼트를 포함하는 단위.
패킷 스위치(Packet Switch)
- 입력 통신 링크에서 도착한 패킷을 받아들이고, 출력 통신 링크로 전달하는 장치.
- 대표적인 두 가지 유형:
- 라우터(Router): 네트워크 중심부(network core)에서 사용됨.
- 링크 계층 스위치(Link-layer Switch): 액세스 네트워크(access network)에서 사용됨.
라우트(Route) & 패스(Path)
- 패킷이 송신 측 종단 시스템에서 수신 측 종단 시스템까지 도달하는 동안 거치는 통신 링크와 패킷 스위치의 연속적인 경로를 라우트(route) 또는 패스(path)라고 함.
패킷 스위치 네트워크 예시
- 패킷 스위치 네트워크(packet-switched network)는 고속도로, 도로, 교차로로 구성된 교통 네트워크와 유사함.
- 예시: 공장에서 화물을 여러 개의 트럭에 나누어 적재하여 목적지 창고로 운송하는 과정과 유사.
- 패킷 → 트럭
- 통신 링크 → 고속도로와 도로
- 패킷 스위치 → 교차로
- 종단 시스템 → 건물
- 트럭이 교통 네트워크를 따라 이동하는 것처럼, 패킷도 네트워크에서 특정한 경로를 따라 이동함.
ISP (Internet Service Provider)
- 종단 시스템은 인터넷 서비스 제공업체(ISP)를 통해 인터넷에 접속.
- ISP의 유형:
- 가정용 ISP (지역 케이블, 전화 회사)
- 기업용 ISP, 대학 ISP
- WiFi 접속을 제공하는 공공 ISP (공항, 호텔, 카페 등)
- 셀룰러 데이터 ISP (스마트폰 및 모바일 기기용)
- ISP 자체도 패킷 스위치와 통신 링크로 구성된 네트워크.
- content provider에 인터넷 접속을 제공하여 서버를 인터넷에 직접 연결하기도 함.
ISP 계층 구조
인터넷은 종단 시스템을 서로 연결하는 것이 핵심이므로, 종단 시스템에 접속을 제공하는 ISP들 역시 상호 연결되어야 함.
- 하위 계층 ISP (lower-tier ISP)는 국내 및 국제 상위 계층 ISP (upper-tier ISP)를 통해 연결됨.
- 상위 계층 ISP들은 서로 직접 연결됨.
- 모든 ISP는 독립적으로 관리되며, IP 프로토콜을 실행하고 특정한 네이밍 및 주소 체계를 따름.
프로토콜(Protocol, 통신 규약)
- 인터넷에서 데이터 전송을 제어하는 표준 규칙 및 절차.
- 종단 시스템, 패킷 스위치 및 인터넷의 기타 구성 요소들은 인터넷 내에서 정보의 송수신을 제어하는 프로토콜을 실행함.
- TCP(Transmission Control Protocol) & IP(Internet Protocol)
- 전송 제어 프로토콜(TCP)과 인터넷 프로토콜(IP)은 인터넷에서 가장 중요한 두 가지 프로토콜임.
- IP 프로토콜: 패킷의 형식을 지정하며, 라우터와 종단 시스템 간의 송수신을 담당.
- TCP/IP: 인터넷의 핵심 프로토콜 스택.
인터넷 표준(Internet Standard)
- 프로토콜의 표준화는 필수, 모든 시스템이 같은 프로토콜을 따라야 호환 가능.
- 인터넷 표준 개발 기관: IETF (Internet Engineering Task Force)
- IETF 표준 문서: RFC (Request for Comments)
- RFC 문서는 매우 기술적이며, TCP, IP, HTTP(웹), SMTP(이메일) 등의 프로토콜 정의 포함.
- IEEE 802 LAN 표준 위원회: 이더넷 및 WiFi 무선 표준 규정.
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