[네트워크] 인터넷이란?

본 게시글은 KOCW 이화여자대학교 이미정 교수님의 <컴퓨터 네트워크> 강의를 듣고 정리한 내용입니다.
게시글에 포함되는 이미지 자료 또한 해당 강의에 포함된 강의 자료입니다.

인터넷이란?

인터넷의 구성요소

인터넷의 가장자리에는 사용자 컴퓨터와 서버가 있는데, 이를 host 혹은 end system이라고 합니다.

네트워크에서 컴퓨터를 컴퓨터라 부르지 않고 host 혹은 end system이라고 부르는 이유는 사용자 컴퓨터에서 application program을 실행하고 있기 때문에, 다시 말하면 애플리케이션을 호스팅하고 있기 때문이며 네트워크의 가장자리(end)에 위치하고 있기 때문입니다.

 

네트워크의 중앙부에는 라우터 또는 스위치라고 불리는 특수한 장비들이 있습니다.

라우터는 사용자의 메시지가 목적지를 찾아가도록 하는 역할을 합니다. 실제로 사용자의 메시지는 여러 개의 라우터를 거쳐 목적지에 도착합니다.

라우터와 다른 라우터 혹은 호스트와 라우터를 연결해주는 것은 링크(communication link)라는 물리적인 회선입니다.

다양한 end system

2000년대 초반까지는 데스크탑이 end system이 전부였지만,

요즘에는 커뮤니케이션을 할 수 있는 다양한 가전(스마트 냉장고, 스마트폰, TV 등)들이 포함됩니다.

인터넷은 무엇인가?

인터넷은 네트워크들이 모인 네트워크 즉, 단일하게 존재하지 않고 아래 이미지처럼 덩어리로 뭉쳐서 연결되어있습니다.

 

이러한 인터넷이 메시지를 보내고 받는 모든 것을 제어하는 일련의 규칙들을 인터넷 프로토콜이라고 합니다.

통신이 가능하게 하기 위해서는 인터넷 프로토콜의 표준화가 매우 중요한데,

이를 해주는 인터넷 프로토콜의 표준화 기관은 IETF(Internet Engineering Task Force)이며, 이곳에서 RFC(Request For Comments)라는 표준안을 발표합니다.

프로토콜이란?

프로토콜에서 정의하는 것은 보내고 받는 메시지의 포맷(format), 순서(order), 그리고 메시지를 받았을때 취해야하는 액션(action)입니다. 사람의 소통 방식이 규범화되어 있는 것처럼, 인터넷의 모든 communication 활동이 프로토콜에 의해 관리받습니다.

Access Network

네트워크 구조를 더 자세히 살펴봅시다.

네트워크를 edge(가장자리)와 core(중앙) 이렇게 두개로 나눠서 보게 되면,

edge에 위치하는 host들을 연결시켜주는 것은 access network 입니다. 

호스트가 직접 인터넷에 직접 연결하는 것이 아니라 access network를 통해서 인터넷에 연결됩니다.

 

액세스 네트워크를 특징짓는 중요한 파라미터는 bandwidth(= 대역폭, transmission rate)인데,

이는 단위시간(초)당 실어나를 수 있는 비트 수를 의미합니다.

액세스 네트워크를 특징짓는 또 한가지 중요한 요소는 shared or dedicated 즉, 공유되는지 독립적인지가 중요합니다.

공유되는 액세스 네트워크일 경우 여러 사용자가 사용할 경우 한 사용자에게 할당되는 양이 줄어들고 보안에 취약할 수 있습니다.

액세스 네트워크의 종류

1. DSL(Digital Subscriber Line)

전화회사에서 제공해주는 네트워크를 DSL이라고 합니다.

전화회사에서 제공해주는 서비스는 dedicated에 해당합니다. 

컴퓨터는 DSL modem에 연결되어 있고, 전화기와 DSL modem이 splitter에 연결됩니다.

DSLAM(DSL access multiplexer)은 각 가정에서 오늘 라인들을 multiplexing 합니다. 

DSL 모뎀에 voice, data를 보냄 → central office에 있는 DSLAM으로 가서 나뉨 → voice는 telephone network으로, data는 ISP로

 

집에서는 보통 데이터 업로드보다는 다운로드딩 하는 작업이 많습니다.

따라서 업스트림과 다운스트림에 속도 차이가 있습니다.

 

 

• Upstream transmission rate : 1Mbps 내외
• Downstream transmission rate : 10Mbps 내외

2. Cable Network(HFC)

 

데이터들은 cable headend로 연결되는데, 여기에도 DSL처럼 CMTS(Cable Mopdem Termination System)라는 multiplexing 장비가 존재합니다.

케이블 방송은 동일한 시간에 같은 데이터가 나옵니다. 데이터들을 CMTS가 보내주는데, 대역폭이 아주 큰 회선을 가지고 여러 집에 연결을 하는 방식입니다. 이러한 경우 dedicated link가 아닌 shared link입니다.

 

케이블 회사에서 제공하는 네트워크를 HFC(Hybrid Fiber Coax)라고 합니다.

 

여러가지 cable headend가 묶여서 존재하는데, 여기에는 굉장히 큰 대역폭을 지닌 fiber로 연결합니다.

그리고 CMTS 각각이 지닌 cable이 coax이기 때문에, HFC란 이름이 붙여졌습니다.

 

HFC도 DSL과 마찬가지로 업스트림과 다운스트림의 비율이 다릅니다.

 

다운스트림의 비율이 훨씬 크지만 여러 집이 나누어 가지기(shared) 때문에 양의 차이는 있습니다.

3. Home Network

home network의 중심부에는 라우터가 있습니다.

라우터에는 데스크탑이나 와이파이 access point(공유기)가 직접 연결될 수 있는데, 이 라우터는 케이블 혹은 DSL 모뎀에 연결되어 인터넷으로 연결해줍니다.

4. Ethernet Enterprise Access Networks)

학교 혹은 회사에는 end system들이 훨씬 많기 때문에 라우터 하나로는 부족합니다.

 

많은 Ethernet switch들이 한 건물, 한 층, 한 방 등을 연결하는 역할을 합니다.

이러한 switch들은 학교 전체 또는 회사 전체를 연결해주는 라우터로 연결됩니다.

 

라우터에 연결 → HFC나 DSL 거치지 않고 바로 라우터가 ISP 라우터에 다시 연결(intitutional link to ISP) → dedicated line으로 연결

5. Wireless Access Networks

wifi, 셀룰러 네트워크(3G, LTE) 등에 해당합니다.

휴대폰의 인터넷 연결 예시:

wifi 액세스 포인트는 일반적으로 이더넷 스위치에 연결 → 이더넷 스위치는 라우터에 연결 → 케이블 or 전화 네트워크 혹은 ISP에 연결

셀룰러 네트워크는 건물 외, 와이파이는 건물 내에서 주로 사용한다는 차이점이 있습니다.

와이파이는 건물 내에서만 사용가능하지만 대역폭이 더 넓습니다.