인터넷이 실제로 작동하는 방식: 당신의 디바이스에서 서버까지
Source: Dev.to
네트워크란 무엇인가?
컴퓨터 네트워크는 데이터를 공유하고 자원을 공유하기 위해 서로 통신하는 연결된 장치들의 집합입니다. 효율적인 통신을 가능하게 하며 이메일, 파일 공유, 인터넷 접속과 같은 서비스를 지원합니다.
일반인의 정의
Computers + Wires/Wireless + Protocol = Network
Protocol – 데이터를 형식화하고 처리하기 위한 규칙 집합.
The Internet – A Network of Networks
When multiple networks are connected together, we call the resulting system the Internet.
The Internet is a global system of interconnected computer networks that uses the Internet Protocol Suite (TCP/IP) to communicate between networks and devices.
Lay‑man’s definition
Network of Networks = Internet
To understand how the Internet reaches your home, we need two fundamental concepts:
- Packets – the small segments a message is broken into for transmission.
- Protocols – the rules that define how those packets are formatted and processed.
Packets
- A packet contains data (the actual message) and metadata (information about the data).
- The metadata is stored in the header, which describes characteristics of the data.
- When data is sent over the Internet, it is split into packets, converted to bits, and routed by networking devices (routers, switches, etc.).
- At the destination, the receiving device reassembles the packets in the correct order to reconstruct the original message.
Packets travel very fast.
Protocols
In networking, a protocol is a standardized way of performing actions and formatting data so that two or more devices can communicate and understand each other. Because all Internet‑connected devices implement these protocols, the Internet works regardless of who or what connects to it.
Source:
인터넷을 작동하게 하는 물리적 인프라
아래는 일반적인 네트워킹 장치에 대한 간략한 개요입니다. 각 설명 뒤에는 다이어그램이 있으며(이미지를 클릭하면 전체 크기 버전을 볼 수 있습니다).
Hub
허브는 **LAN(로컬 영역 네트워크)**에 여러 컴퓨터를 연결합니다. 포트는 많지만 트래픽을 필터링할 수 없으며, 들어오는 데이터는 모든 포트에 브로드캐스트됩니다.
수신 장치는 데이터를 처리하고, 다른 장치는 데이터를 버리게 되므로 대역폭이 낭비될 수 있습니다.
Bridge
브리지는 여러 LAN을 연결합니다(이 과정을 브리징이라고 합니다). MAC 주소를 학습하고, 네트워크를 더 작은 세그먼트로 나누며, 일반적으로 포트가 두 개 있습니다.
Switch
스위치는 네트워크를 여러 서브넷으로 나누고 MAC 주소를 기반으로 패킷을 전달합니다. 트래픽을 필터링하므로 각 패킷은 의도된 수신자에게만 전달됩니다.
Router
라우터는 두 개 이상의 IP 네트워크(또는 서브넷)를 연결하고 로컬 네트워크와 인터넷 사이의 관문 역할을 합니다. 라우터를 통해 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등 여러 장치가 하나의 인터넷 연결을 공유할 수 있습니다.
Modem
모뎀(modulator‑demodulator)은 컴퓨터의 디지털 신호를 물리 회선을 통해 전송하기 위한 아날로그 신호로 변환하고, 반대로 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환합니다. 이를 통해 장치가 광범위한 인터넷과 통신할 수 있게 됩니다.
Firewall
방화벽은 사전에 정의된 보안 규칙에 따라 들어오고 나가는 트래픽을 제어하는 네트워크 보안 장치로, 무단 접근 및 악성 활동으로부터 네트워크를 보호합니다.
Load Balancer
로드 밸런서는 들어오는 트래픽을 여러 서버에 분산시켜 고가용성, 효율적인 자원 활용 및 성능 향상을 제공합니다.
요약
디바이스에서 요청을 보낼 때, 그 요청은 인터넷이나 서버로 바로 가는 것이 아닙니다. 일반적으로 다음 단계들을 거칩니다:
- Local switch – 요청은 먼저 로컬 네트워크 내부에 있는 스위치에 도달합니다. 스위치는 MAC 주소를 기반으로 같은 네트워크 내의 올바른 장치(예: 라우터)로 데이터를 전달합니다.
- Router – 서로 다른 네트워크 간에 데이터를 이동시키며, 요청을 ISP 및 광범위한 인터넷 쪽으로 안내합니다.
- Modem – 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 건물을 떠나기 전에 전송합니다.
- Firewall (optional) – 트래픽을 검사하고 보안 규칙에 따라 허용 여부를 결정합니다.
- Internet backbone – 요청은 인터넷 전역에 걸쳐 여러 중간 라우터를 거쳐 목적지 네트워크에 도달합니다.
- Load balancer (optional) – 여러 서버에 요청을 분산시켜 처리할 서버를 선택합니다.
- Server – 요청을 처리하고 응답을 동일한 경로를 역방향으로 반환합니다.
위 흐름은 디바이스에서 발생한 단순한 요청이 최종 목적지에 도달하기까지 다양한 네트워크 구성 요소를 어떻게 통과하는지, 그리고 응답이 동일한 경로를 역으로 어떻게 돌아오는지를 보여줍니다.