1.1. 인터넷
“인터넷”(Internet)은 전세계 컴퓨팅 장치들을 연결하는 컴퓨터 네트워크 입니다.
컴퓨팅 장치에는 컴퓨터가 물론 포함되고, 휴대폰이나 각종 전자장비들도 포함 될 수 있습니다.
인터넷의 구성요소는 다음과 같습니다.
1). “호스트”(Host) 또는 “종단 시스템”(End system) :
네트워크의 끝 단으로 흔히, 우리가 쓰는 컴퓨터나 스마트폰이 여기에 해당 됩니다.
1.3절에 자세하게 설명되어 있습니다.
2). “통신 링크”(Communication Link 또는 전송 매체) :
이후에 배울, “동축케이블”(Coaxial Cable), “광케이블”(Optical Cable), “라디오 스펙트럼”(Radio Spectrum) 등의
정보를 전달하기 위한 수단(경로) 입니다. 2.2절에 자세하게 설명되어 있습니다.
3). “패킷 스위치”(Packet Switch 또는 접속 장치) :
이후에 배울, “라우터”(Router) , 링크 계층의 “스위치”(Switch) 등의
호스트와 상위제공자 ( ISP ) 간의 접속을 도와주는 장치 입니다. 1.3절에 자세하게 설명되어 있습니다.
4). “ISP”(Internet Service Provider) :
여러 호스트나 하위사용자들을 서로 매개 해주는 역할을 하는 거대한 규모의 인터넷 서비스 제공자 입니다.
우리나라 ISP회사는 대표적으로 3사(SK, KT, LGU+)가 있습니다. 1.5절에 자세하게 설명되어 있습니다.
5). “프로토콜”(Protocol) :
둘 이상의 통신을 할 때, 서로 간의 또는 국제적으로 통용되는 전송 메시지의 포멧(형태), 순서들을 정하여,
정보 전달을 용이하게 해주는 통신 규약입니다. 2.1절에 자세하게 설명되어 있습니다.
1.2. RFC, IETF, IEEE, Octet
“IETF”(Internet Engineering Task Force 또는 국제 인터넷 표준화 기구) 는 인터넷의 운영, 관리, 개발에 대해 협의하고
프로토콜과 구조적인 사안들을 분석하는 인터넷 표준화 작업기구입니다.
“RFC”(Request For Comments) 는 IETF에서 출판되는 인터넷 관련 문서 입니다.
단어에 의미에 따라, 평가를 받고자 하는 문서들이고, 이 중 일부 문서는 인터넷 표준으로 사용되고 있습니다.
( 대표적으로 [ TCP 는 RFC_793, RFC_1122 ], [ IP 는 RFC_791 ], [ HTTP1.0 는 RFC_1945 ], [ HTTP1.1 은 RFC_2616 ] )
“IEEE”(Institute of Electrical and Electronics Engineers 또는 전기 전자 공학자 협회) 는
전기 / 전자 / 전산 관련 국제 학회 입니다.
“IEEE 802” 는 근거리 통신망 관련한 IEEE의 표준 규칙들을 모아둔 한 계열 입니다.
현재 IEEE 802 는 “LMSC”(IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee)에 의해 관리 되고 있습니다.
( 대표적인 워킹그룹으로 유선 이더넷은 IEEE 802.3을 사용하고, 무선 랜은 IEEE 802.11 (*) 을 사용합니다. )
각종 네트워크 관련 문서들을 보다보면 “옥텟”(Octet)이라는 용어가 나오는데,
옥텟은 8비트로 이루어진 정보의 단위를 지칭하는 용어입니다.
1.3. 라우터, 호스트, 스위치
“라우터”(Router)는 둘 이상의 라우터와 호스트를 연결하여 컴퓨터 네트워크를 이루는 장치 입니다.
연결된 호스트의 IP주소를 받아 다른 라우터끼리 IP주소를 이용하여 각 호스트까지 정보를 전달하는 매개체 입니다.
“종단시스템”(End System)은 인터넷의 가장자리에 위치한다고 하여 “종단” 으로 불립니다.
종단시스템은 “호스트”(Host) 로도 불리고, Client와 Server로 구분됩니다.
Client는 사용자(개인 사용자)를 의미하고, Server를 이용하는 이용자도 포함됩니다.
Server의 경우 Client에게 정보를 배포하는 역할을 하고, 주로 Data Center에 밀집되어 있습니다.
호스트에서 처음으로 연결된 네트워크를 “접속 네트워크”(Access Network)라고 표현합니다.
( 종단 시스템을 첫 번째 라우터(Edge Router)에 연결하는 네트워크 입니다. )
이후에 배울 모뎀, ONT Ethernet Router, Wi-Fi 등이 호스트에 연결된다면 이들이 접속 네트워크에 해당됩니다.
“스위치”(Switch)는 호스트와 라우터 사이에서 둘 이상의 호스트의 MAC 주소와 라우터의 MAC 주소를 받아,
둘 사이의 요청들의 MAC주소를 보고 전달해야 할 대상에게 넘겨주는 매개체 입니다.
1.4. 통신 방식
네트워크 에서는 다양한 데이터 전송방식이 존재합니다. 다음은 통신 방식들을 나열 한 것입니다.
1). “유니캐스트” (Unicast) : 발신지와 수신지가 1:1( one-to-one )으로 데이터를 전송하는 방식입니다.
2). “브로드캐스트” (Broadcast) : 발신지에서 모든 가능한 수신지로 1 : All 로 데이터를 전송하는 방식입니다.
3). “멀티캐스트”(Multicast) : 발신지에서 수신지로 1 : m (one to many) 로 데이터를 전송하는 방식입니다.
4). “애니캐스트”(Anycast) : 발신지에서 가장 가까운 하나의 수신지로 데이터를 전송하는 방식입니다.
( 대표적으로 DNS 루트 네임 서버가 여기에 해당됩니다. )
1.5. ISP
“ISP”(Internet Service Provider) 는 종단 시스템에 인터넷 접속 서비스를 제공해주는 집단입니다.
“BGP”(Border Gateway Protocol) 는 서로 다른 네트워크 집단을 연결할 때, 사용하는 프로토콜 입니다.
“ASN”(Autonomous System Number) 는 어떤 네트워크 집단의 식별 번호입니다.
특정 네트워크 집단에서 다른 네트워크 집단과 통신하기 위해서 BGP를 사용하는데
BGP는 ASN으로 이들을 구별하기 때문에, 통신을 시도하는데 사용됩니다.
ISP는 ASN으로 구별되며, 그 사이를 BGP로 상호 통신하는 형태로 인터넷 서비스를 제공합니다.
( BGP에 대한 자세한 내용은 뒤에 자세하게 언급할 예정입니다. )
ISP는 호스트(사용자)에게 서비스를 제공 할 때, 다양한 방법들을 사용합니다.
1). “DSL”(Digital Subscriber Line) : 유선 전화 회선을 사용하여 네트워크를 이용하기 위한 방법입니다.
한 전화 회선에서 전화와 네트워크를 동시 사용하고 이 둘을 “아날로그 주파수”로 구별합니다.
“모뎀”(Modem)이 있어야 하고,
전화 제공사( 중앙국 )에서는 이를 위해 “DSLAM”(DSL Access Multipelxer)이 설치 되어 있으며,
이 장치들로 “Upstreamdata”(40k ~ 50k Hz) 와 “Downstreamdata”(50k ~ 1M Hz) 및
“음성전화”(0 ~ 4 Hz) 를 이용 할 수 있게 해줍니다.
2). “HFC”(Hybrid Fiber Coaxial) : 유선 케이블(TV용 케이블)을 사용하여 네트워크를 이용하기 위한 방법입니다.
“동축 케이블” 이나 “광 케이블”을 사용하여 연결됩니다.
“케이블 모뎀”(Cable Modem)이 있어야 하고,
중앙국에서는 “CTMS”(Cable Modem Termination System)가 설치 되어 있으며,
이 지점을 “헤드엔드”(Head End)라고 표현합니다.
CTMS는 각 개인의 케이블 모뎀과 상위 라우터를 매개 해주는 역할을 수행합니다.
3). “FTTH”(Fiber To The Home) : 가정까지 광 케이블로 직접 연결하여 네트워크를 이용하기 위한 방법입니다.
“광 케이블”과 여러 가정이 사용하기 위한 “광 스플리터”가 있습니다.
“ONT”(Optimal Network Terminator)이 있어야 하고,
중앙국에서는 “OLT”(Optical Line Terminator)가 설치 되어 있으며,
이 장치들로 라우터 사이의 광 케이블을 사용할 수 있게 해줍니다.
4). “이더넷”(Ethernet) : 한 집단에서 각자 컴퓨터를 사용하기 위해 여러 갈래로 분할 해주기 위한 방법입니다.
일반적으로 아파트나 회사의 경우 한 단지나 사내 별로 큰 라우터를 가지고 있어
위의 세 가지 방법들로 라우터에 도달하고 라우터에서 각 가정이나 부서로
선을 “이더넷 스위치”(Ethernet Switch)로 분할 하여 네트워크를 이용할 수 있게 해줍니다.
5). “Wi-Fi” : 한 라우터(Access Point)에서 여러 무선 가능 기기를 연결 해주기 위한 방법입니다.
Wi-Fi 통신 가능 한 라우터와 무선 기기가 있어야 하고, 무선 규칙을 지켜서 근거리에서 통신할 수 있게 해줍니다.
1.6. 네트워크의 네트워크
오늘날의 네트워크는 “계층적”(Hierarchical)으로 인터넷을 접근하고, 정보를 주고 받습니다.
모든 종단 시스템은 각 “접속 ISP”(Access ISP)에 연결되고, 접속 ISP는 “지역 ISP”에 연결되고,
“지역 ISP”는 같은 계층끼리 “피어링”(Peering)하여 통신하고,
“지역 ISP”가 “상위 티어 ISP”에 접속 할 때, 트랜짓 비용을 내고 정보를 주고 받을 수 있습니다.
하나의 ISP가 둘 이상의 상위 제공자 ISP에 연결하는 것을 “멀티홈”(Multi-Homing)이라고 표현합니다.
인터넷 계층 구조상 같은 계층의 ISP끼리는 서로 직접 연결 되고,
이 과정에서 상위 ISP접속의 비용(트랜짓 비용)을 부담하지 않고
상호 요금 지불없이 ISP끼리 연결하는 것을 “피어링”(Peering) 이라고 표현합니다.
둘 이상의 ISP가 서로 각자 연결되는 경우 구조가 복잡해지거나 여러 비용이 들게 됩니다.
이 들을 하나로 묶어서 ISP간의 연결을 도와주는 매개체를 “IxP”(Internet exchange Point) 라고 표현합니다.
“콘텐츠-제공자”(Content-Provider 또는 CP) 는 콘텐츠를 제공하는 집단으로 대부분의 컨텐츠 회사들이 속합니다.
이 CP도 네트워크를 구축할 수 있으며, 이를 “콘텐츠-제공자-네트워크”(CP Networks)라고 표현합니다.