[CS] 인터넷의 동작원리

✅ 요약

• 인터넷은 수십억 대의 컴퓨터를 연결하는 네트워크 기술이며, 이 컴퓨터 중 일부는 웹 서버로서 인터넷을 통해 우리에게 웹 서비스를 제공한다.

• 우리가 정보를 전달하면 일어나는 일?

  🪜 Step 1 : 우리가 보내는 정보가 binary data로 변환되어 주파수로 공유기에 전달된다.

  🪜 Step 2 : 공유기와 연결된 모뎀을 통해 디지털에서 아날로그로 데이터 형태의 변환이 이루어져 ISP에 연결된다.

  🪜 Step 3 : IP 주소와 DNS를 통해 길을 잃지 않고 특정 컴퓨터들과 통신할 수 있게 된다.

  🪜 Step 4 : 전 세계적인 통신을 할 때는 해저 케이블을 통해 인터넷이 연결된다.
  

• 나에겐 너무나 익숙하고 접근하기 쉬운 인터넷, 그 누군가에게는 그렇지 않을 수 있다.

  해저 케이블 설치에는 비용이 들어간다. 결국 이것도 비즈니스인데, 비용을 지불하고 서비스를 이용할 만한 사람들이 많지 않은 곳에는 당연히 케이블 설치가 적어진다. 이는 정보의 격차를 야기하며, 정보의 격차는 빈부격차로 그럼 더 적은 케이블 설치로... 결국 이렇게 양극화는 심화된다.

  → 새로운 인터넷을 구축하여 해결을 해야 하는데, 현재 도입된 새로운 방안으로는 5G와 열기구 띄우기가 있다. 5G의 혁신 중 하나는 고주파를 사용하여 더 빨리 많은 정보를 전달할 수 있는 건데, 그러려면 더 많은 인프라가 필요해 이건 이미 인터넷을 잘 사용하고 있는 사람들에게만 해당된다. 열기구 띄우기 방식은 성층권에 열기구를 띄우고 전파를 통해 지상국과 통신하도록 함으로써 네트워크를 구축하는 것인데, 이 방식이 조금 더 해결책에 가깝다고 말할 수 있겠다.

  ( 마음이 무거워졌다. 어떻게 보면 인터넷의 혜택을 누리고 있는 한 개인으로서 이러한 정보의 격차를, 다시 말하면 부의 격차를 해소하기 위해 내가 할 수 있는 일이 무엇일까? 실력있는 개발자가 되어 언젠가는 내가 가지고 있는 지식들을 접근성이 떨어지는 곳의 사람들과 나누고 싶다는 생각을 해본다. 아니 언젠가는 꼭 나누고 싶다. 그러기 위해 더 열심히, 정확하게 공부하자고 다짐해본다. 어쩌면 이게 나의 소명일지도...?)
  

휴대폰 사진에서 라우터까지

🧤 휴대폰 사진을 이메일로 전송했다. 이 과정은 실제로 어떻게 이루어지는가?

내 핸드폰은 휴대폰 사진을 더 작은 패킷으로 자른다. 패킷은 header에 각각 보내는 사람, 받는 사람의 주소가 적혀있다. 내가 인터넷을 통해 보내는 모든 것은 binary 자료로 보내지기 때문에, 내 사진도 이렇게 binary로 쪼개지고, 이 정보들은 주파수로서 공유기에 전송된다.

👶  자, 내 핸드폰에서 이미지 전송을 누르는 순간, 1과 0 으로 이루어진에 주파수에 의해 내 사진이 라우터까지 전송이 된다. 그런데 어떻게?

🦸‍♂️  주파수 변화를 이용해서! 이걸 frequency modulation 즉, 주파수 변동이라고 부르는데, 예를 들어 파장이 짧은 건 0, 파동이 긴 것은 1로 감지된다. 그래서, 기본적으로 휴대폰은 ‘라디오'라고 말할 수 있다. (FM 떠올리면 생각나는 그 파동!으로 생각하면 되겠다.)

👶  binary information을 가진 전기적 신호가 라우터에까지 잘 이동했고, 이제 라우터 뒤에 있는 케이블을 통해서 그 다음 목적지까지 도착해야 하는데, 이건 어떻게 이루어질까?

🦸‍♂️ 만약 전선이 구리면 전기로, 아니면 레이저로 변환된다. (레이저의 경우 껐다켰다 를 통해 0과 1을 감지한다). 이 과정이 바로 디지털 신호가 아날로그 신호로 변환되는 지점이다. 아래에서 추가로 설명!

라우터에서 ISP까지 - Internet hub

“라우터에 전달된 신호는 모뎀을 통해 물리적인 전기적 신호로 변환되어 ISP에 전달된다.”

라우터는 우리가 흔히 아는 공유기를 의미하고, 모뎀은 컴퓨터 네트워크를 ISP와 연결해주는 장비를 의미하며,ISP(Internet Service Provider)로 AT&T, KT와 같은 전화국들을 의미한다. 인터넷이 개발되기 이전, 이미 우리는 전화를 통해 서로 통신하고 있었고, 인터넷도 결국 전화기와 같은 전기적 신호, 즉 물리적인 신호로 주고받게 되기 때문에 전화국에 이미 설치 되었던 인프라를 그대로 이용한다.

👶 모뎀과 라우터의 차이가 무엇일까?

→ 라우터는 우리가 흔히 말하는 공유기, 즉 WIFI를 통해 여러대가 인터넷에 접속할 수 있도록 해 주는 장비이고, 모뎀은 인터넷과 연결되게 해 주는 기기이다.

이전에는 모뎀과 라우터가 일체형으로 나왔기 때문에 종종 헷갈리는 것인데, 현재는 모뎀과 라우터가 분리되어져 나온다. 통신회사에서 인터넷 케이블을 아파트에 연결해 주고 집안의 벽면을 통해서 가장 먼저 연결되는 것이 모뎀이다. 모뎀에서 이더넷 케이블을 연결해서 데스크탑 PC에 유선연결하면 그대로 인터넷을 사용할 수 있다.

여기서 WiFi 무선인터넷을 사용하려면 공유기(라우터)를 구입해서 별도 설치 후, 모뎀과 공유기를 이더넷 케이블로 연결해주면 공유기가 와이파이 무선 신호를 내보며 여러 다양한 기기들을 사용할 수 있도록 해 주는 것이다.

즉, ISP → 모뎀 → 유선연결(이더넷 케이블 사용) or 무선연결(공유기 설치하여 WiFi 연결) → 여러가지 기기로 인터넷 사용의 과정으로 우리의 기기에서 ISP까지 전기적 신호가 연결된다.

공유기에 보면 WAN(Wide Area Network)과 LAN(Local Area Network)가 있는데 WAN에 케이블을 꽂아야 여러 기기들과 와이파이를 공유할 수가 있다. 이때 이더넷 케이블 한 쪽을 WAN에 다른 한 쪽을 벽면에 꽂는데, 그 벽면에 있는게 바로 모뎀이다.

해저 케이블 - Internet Backbone

👶 그러면, 세계는 엄청 큰데 각 나라까지 인터넷이 어떻게 연결될까?

바로 해저에 심어놓은 해저 케이블을 이용하여 연결된다. 해저케이블들은 가느다란 유리 섬유로 만들어져 있는데, 케이블 안에 섬유를 더 많이 넣을수록 많은 양의 데이터 전송이 가능해진다.