인터넷의 작동 방식

인터넷은 네트워크의 네트워크입니다. 인터넷은 패킷 스위칭이라는 기술을 사용하고 모든 컴퓨터가 해석할 수 있는 표준화된 네트워킹 프로토콜에 의존하여 작동합니다.

학습 목표

이 글을 읽은 후에 다음을 할 수 있습니다:

  • '인터넷'의 의미 정의
  • 컴퓨터 네트워크 작동 방식 알아보기
  • 패킷 스위칭 및 네트워킹 프로토콜에 대해 알아보기
  • 네트워킹 하드웨어 소개

관련 콘텐츠


계속 알아보시겠어요?

인터넷에서 가장 인기 있는 인사이트를 한 달에 한 번 정리하는 Cloudflare의 월간 요약본 theNET를 구독하세요!

Cloudflare가 개인 데이터를 수집하고 처리하는 방법은 Cloudflare의 개인정보 취급방침을 참조하세요.

글 링크 복사

인터넷이란?

인터넷 작동 방식

인터넷이 무엇인지 다루기 전에 "네트워크"를 정의해야 합니다. 네트워크란 서로 데이터를 보낼 수 있는 연결된 컴퓨터 그룹입니다. 컴퓨터 네트워크는 서로 알고 정기적으로 정보를 교환하며 함께 활동을 조정하는 사람들의 그룹인 사교계와 아주 유사합니다.

인터넷은 서로 연결되는 방대하고 거대한 네트워크의 모음으로 구성됩니다. 사실, "인터넷(Internet)"이라는 단어는 이 개념에서 유래했다고 말할 수 있습니다. 상호(inter)연결된 네트(net)워크.

컴퓨터는 네트워크 내에서 서로 연결되고 이러한 네트워크도 모두 서로 연결되므로 인터넷 덕분에 어떤 컴퓨터가 멀리 떨어진 네트워크의 다른 컴퓨터와 통신할 수 있습니다. 따라서 전 세계의 컴퓨터 간에 정보를 신속하게 교환할 수 있습니다.

컴퓨터는 유선, 케이블, 전파 등 유형의 네트워킹 인프라를 통해 서로 연결되고 인터넷에 연결됩니다. 인터넷을 통해 전송된 모든 데이터는 "비트"라고도 하는 빛 또는 전기 펄스로 변환된 다음, 수신하는 컴퓨터에서 해석됩니다. 유선, 케이블, 전파는 빛의 속도로 이러한 비트를 보냅니다. 이러한 전선과 케이블을 한 번에 통과하는 비트가 많을수록 인터넷 작동 속도가 빨라집니다.

분산 네트워킹이란 무엇이며 이 개념이 인터넷에서 중요한 이유는 무엇일까요?

인터넷을 위한 제어 센터는 없습니다. 인터넷은 대신 분산 네트워킹 시스템이므로 개별 장비에 종속되지 않습니다. 올바른 방식(예: 올바른 네트워킹 프로토콜 사용)으로 데이터를 송수신할 수 있는 모든 컴퓨터나 하드웨어는 인터넷의 일부가 될 수 있습니다.

분산된 특성 덕분에 인터넷은 탄력적입니다. 컴퓨터, 서버 등의 네트워킹 하드웨어는 인터넷 작동 방식에 영향을 주지 않고 항상 인터넷에 연결하고 연결을 끊습니다. 이는 구성 요소가 없으면 전혀 작동하지 못할 수 있는 컴퓨터와는 대조적입니다. 이는 대규모로도 적용됩니다. 서버, 전체 데이터 센터, 전 지역의 데이터 센터들이 다운되더라도 인터넷의 나머지 부분은 계속 작동할 수 있습니다(더 느리게 작동할 수는 있겠지만).

인터넷의 작동 방식

인터넷이 작동하는 방식의 기본이 되는 두 가지 주요 개념은 패킷프로토콜입니다.

패킷

네트워킹에서 패킷은 더 큰 메시지의 작은 세그먼트입니다. 각 패킷에는 데이터와 해당 데이터에 대한 정보가 모두 포함되어 있습니다. 패킷의 내용에 대한 정보를 "헤더"라고 하며 수신 시스템이 패킷으로 수행할 작업을 알 수 있도록 패킷의 앞쪽에 위치합니다. 패킷 헤더의 목적을 이해하려면 일부 소비자 제품에 동봉된 조립 지침을 생각해보면 됩니다.

인터넷을 통해 전송될 때, 데이터는 먼저 작은 패킷으로 분할된 다음 비트로 변환됩니다. 패킷은 라우터, 스위치 등 다양한 네트워킹 장치에 의해 대상으로 라우팅됩니다. 패킷이 목적지에 도착하면 수신 장치에서는 패킷이 순서대로 재조립된 다음 데이터가 사용되거나 표시될 수 있습니다.

이 과정을 미국의 자유의 여신상을 건설한 방식과 비교해 보세요. 자유의 여신상은 프랑스에서 처음 설계하고 건설했습니다. 그렇지만 너무 커서 배에 실을 수 없었으므로 여러 조각으로 나눈 뒤에 각 조각이 속한 위치에 대한 지침과 함께 미국으로 보냈습니다. 미국에서는 그 조각을 받아서 오늘날 뉴욕에 서있는 동상으로 다시 조립했습니다.

자유의 여신상은 오랜 시간이 걸렸지만, 디지털 정보를 더 작은 조각으로 보내는 것은 인터넷을 통하므로 아주 빠릅니다. 예를 들어, 웹 서버에 저장된 자유의 여신상 사진은 한 번에 한 패킷씩 전 세계에 걸쳐 이동해서 밀리초 이내에 누군가의 컴퓨터에 로드될 수 있습니다.

패킷은 패킷 스위칭이라는 기술을 사용하여 인터넷을 통해 전송됩니다. 중간 라우터와 스위치는 출처 또는 대상을 고려하지 않고 서로 독립적으로 패킷을 처리할 수 있습니다. 이는 단일 연결이 네트워크를 지배하지 않도록 설계되어 있습니다. 패킷 스위칭 없이 컴퓨터 간에 데이터가 한꺼번에 전송되는 경우 두 컴퓨터 간의 연결은 한 번에 몇 분 동안 여러 케이블, 라우터, 스위치를 차지할 수 있습니다. 본질적으로, 한 번에 두 사람만 인터넷을 사용할 수 있습니다. 현실에서와 같이 거의 무제한의 사람들 대신에요.

프로토콜

서로 다른 하드웨어를 사용하고 서로 다른 소프트웨어를 실행할 수 있는 두 대의 컴퓨터를 연결하는 것은 인터넷 제작자가 해결해야 하는 주요 과제 중 하나입니다. 세계의 다른 지역에서 자란 두 사람이 공통 언어를 사용해야 서로를 이해하할 수 있는 것처럼, 연결된 모든 컴퓨터에서 이해할 수 있는 통신 기술을 사용해야 합니다.

이 문제는 표준화된 프로토콜이 있으면 해결됩니다. 네트워킹에서 프로토콜은 둘 이상의 장치에서 서로 통신하고 이해할 수 있도록 특정 작업을 수행하고 데이터 형식을 지정하는 표준화된 방법입니다.

동일한 네트워크에 있는 장치 간에 패킷을 전송하고(이더넷), 네트워크에서 네트워크로 패킷을 전송하며(IP), 이러한 패킷이 순서대로 성공적으로 도착하도록 하고(TCP), 웹 사이트 및 애플리케이션의 데이터 형식을 지정하기 위한 프로토콜(HTTP)이 있습니다.이러한 기본 프로토콜 외에도 라우팅, 테스트, 암호화를 위한 프로토콜도 있습니다.그리고 다양한 유형의 콘텐츠에 대해 위에 나열된 프로토콜에 대한 대안이 있습니다. 예를 들어 스트리밍 비디오는 종종 TCP 대신 UDP를 사용합니다.

인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 및 기타 장치는 이러한 프로토콜을 해석하고 이해할 수 있으므로 인터넷은 누가 연결되든, 무엇에 연결되든 상관없이 작동합니다.

인터넷을 작동시키는 물리적 인프라는 무엇일까요?

다양한 종류의 하드웨어와 인프라가 모든 사람을 위해 인터넷을 작동시키기 위해 동원됩니다. 가장 중요한 유형은 다음과 같습니다.

  • 라우터는 대상에 따라 패킷을 다른 컴퓨터 네트워크로 전달합니다.라우터는 인터넷의 교통 경찰과 같아서 인터넷 트래픽이 올바른 네트워크로 이동하는지 확인합니다.
  • 스위치는 단일 네트워크를 공유하는 장치를 연결합니다.스위치는 패킷 스위칭을 사용하여 패킷을 올바른 장치로 전달합니다.또한 해당 장치에서 아웃바운드 패킷을 수신하여 올바른 대상으로 전달합니다.
  • 웹 서버는 특수 고성능 컴퓨터로, 애플리케이션 및 데이터베이스를 호스팅하는 것 외에도 콘텐츠(웹 페이지, 이미지, 비디오)를 저장하고 사용자에게 제공합니다. 서버도 DNS 쿼리에 응답하고 인터넷을 계속 실행하기 위해 다른 중요한 작업을 수행합니다. 대부분의 서버는 전 세계에 걸쳐 위치한 대규모 데이터 센터에 보관됩니다.

이러한 개념은 사용자가 인터넷을 통해 액세스하는 웹 사이트 및 애플리케이션과 어떤 관련이 있을까요?

웹 사이트 로딩

이 글을 생각해 보세요. 이 글은 독자가 읽을 수 있도록 수천 개의 데이터 패킷의 형태로 인터넷을 통해 하나씩 하나씩 전송되었습니다. 이러한 패킷은 케이블, 전파, 라우터, 스위치를 통해 웹 서버에서 컴퓨터 또는 장치로 이동했습니다. 컴퓨터나 스마트 폰에서는 이러한 패킷을 수신하여 장치의 브라우저로 전달했으며, 브라우저에서는 패킷 내의 데이터를 해석하여 지금 읽고 있는 텍스트를 표시했습니다.

이 프로세스와 관련된 특정 단계는 다음과 같습니다.

  1. DNS 쿼리: 브라우저가 이 웹 페이지를 로드하기 시작했을 때에는 먼저 Cloudflare 웹 사이트의 IP 주소를 찾기 위해 DNS 쿼리를 수행했을 것입니다.
  2. TCP 핸드셰이크: 그리고 브라우저가 해당 IP 주소로 연결을 수행했습니다.
  3. TLS 핸드셰이크: 브라우저는 또한 Cloudflare 웹 서버와 장치 간에 암호화를 설정하여 공격자가 두 엔드포인트 사이를 이동하는 데이터 패킷을 읽을 수 없도록 합니다.
  4. HTTP 요청: 브라우저에서는 이 웹 페이지에 표시되는 콘텐츠를 요청했습니다.
  5. HTTP 응답: Cloudflare의 서버에서 일련의 데이터 패킷으로 분할된 HTML, CSS, JavaScript 코드 형식으로 콘텐츠를 전송했습니다.장치에서 패킷을 수신하고 모든 패킷을 수신했는지 확인하면 브라우저에서는 패킷에 포함된 HTML, CSS, JavaScript 코드를 해석하여 인터넷 작동 방식에 대한 이 문서를 렌더링했습니다.전체 과정은 1, 2초밖에 걸리지 않았습니다.

보시다시피 웹 페이지 로딩에는 여러 가지 프로세스와 프로토콜이 관련됩니다. Cloudflare 학습 센터의 다른 부분에서 이러한 기술에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

'더 나은 인터넷 구축을 돕는다'는 것은 무엇을 의미할까요?

인터넷의 탄생은 수천 명의 개인과 여러 조직의 공동 노력으로 이루어진 놀라운 성과였습니다. 오늘날 인터넷이 인터넷을 탄생시킨 사람들이 예상했던 것보다 훨씬 더 큰 규모로 작동한다는 사실은 그들의 작업이 얼마나 소중했는지를 보여줍니다.

그러나 인터넷이 항상 기대만큼 잘 작동하는 것은 아닙니다. 네트워킹 문제, 악의적인 활동 등으로 인터넷 액세스 속도가 느려지거나 완전히 차단될 수 있습니다. 제3자가 사용자 활동을 엿보면서 남용하고, 경우에 따라 정부 탄압으로 이어질 수도 있습니다. 인터넷 프로토콜과 프로세스는 보안과 개인 정보 보호를 염두에 두고 설계되지 않았습니다. 인터넷을 처음 설계하고 구축한 사람들이 인터넷을 완벽하게 만드는 것보다 작동하도록 하는 데 더 관심이 있었기 때문입니다.

Cloudflare의 사명은 더 나은 인터넷 구축을 돕는 것입니다. Cloudflare는 다음과 같은 다양한 방법으로 이를 달성하는 것을 목표로 합니다.

  • 인터넷을 위한 더 새롭고 빠르며 안전한 프로토콜 개발에 기여
  • 모든 제품에 개인 정보 보호를 구축하고 사용자 개인 정보 보호를 강화하는 무료 서비스를 제공하여 개인 정보 보호를 최우선으로 합니다(예: 1.1.1.1HTTPS를 통한 DNS).
  • 끊임없이 확장되는 국제 데이터 센터 네트워크를 통해 Cloudflare 서비스를 전 세계 고객에게 확장
  • 웹 자산 및 네트워크 인프라에 대한 보안, 성능, 안정성을 향상하는 제품 제공(이러한 제품 중 다수는 웹 사이트 또는 API가 있는 모든 사람에게 무료로 제공됨)
  • 개발자가 더 빠르고 더 효율적인 서버리스 애플리케이션을 구축하여 사용자에게 더 나은 서비스를 제공할 수 있도록 지원
  • 학습 센터 및 Cloudflare 블로그를 통해 인터넷 기술의 작동 방식에 대하여 사용자 교육 실시

더 나은 인터넷에 기여하기 위한 Cloudflare의 지속적인 노력에 대해 자세히 알아보려면 홈페이지를 방문하거나 블로그를 팔로우하세요.

네트워킹 작동 방식에 대한 자세한 내용은 네트워크 계층이란?을 참조하세요.