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인터넷은 어떻게 동작하는가? 본문
인터넷은 어떻게 동작하는가?
인터넷이란
컴퓨터들이 서로 통신 가능한 네트워크
현재 인터넷은 생활의 필수적인 부분으로 개발자로서 인터넷이 어떻게 작동하는지와 인터넷을 뒷바침하는 다양한 기술과 프로토콜에 대한 이해가 필요하다
인터넷은 표준화된 프로토콜 세트를 통해 통신하는 서로 연결된 컴퓨터의 글로벌 네트워크이다
네트워크
인터넷을 공부하기 전에 네트워크란 무엇인지 알아야함
A network is a group of computers or other devices which are connected to eachother
두 대의 컴퓨터가 통신이 필요할때, 다른 컴퓨터와 물리적(이더넷 케이블)으로 또는 무선(와이파이, 블루투스)으로 연결되어야 한다
The internet is a network of networks.
두 대의 컴퓨터를 연결할 때는 복잡하지 않지만 여러 대의 컴퓨터를 연결하는 경우 복잡하게 된다(10대의 컴퓨터)
이러한 문제를 해결하기 위해 네트워크의 각 컴퓨터는 라우터라고하는 특수한 소형 컴퓨터에 연결된다
컴퓨터가 10대일 경우 라우터를 시스템에 추가하게되면 10개의 캐이블만 필요하다
인터넷 작동방식
개략적으로 인터넷은 표준화된 프로토콜 세트를 사용하여 장치들과 컴퓨터 시스템을 함께 연결한다
이러한 프로토콜은 장치 간 정보 교환 방법을 정희하고 데이터가 안정적이고 안전하게 전송되도록 보장해준다
인터넷의 핵심으로 서로 연결된 라우터의 전세계적인 네트워크이다
인터넷을 통해 데이터를 전송하면 장치에서 라우터로 전송되는 작은 패킷으로 나눠진다
라우터는 패킷을 검사하여 대상 경로의 다음 라우터로 전달하고 이것은 최종 목적지에 도착할때까지 계속된다
패킷이 올바르게 송수신되기 위해 인터넷은 Internet Protocol(IP)와 Transmission Control Protocol(TCP)를 포함한 다양한 프로토콜을 사용한다
IP는 패킷을 올바른 대상으로 라우팅하는 역할을하고
TCP는 패킷이 신뢰할 수 있고 올바른 순서로 전송되도록 보장한다
기본 개념 용어
- 패킷: 인터넷을 통해 전송되는 데이터의 작은 단위
- 라우터: 서로 다른 네트워크 간에 데이터 패킷을 전달하는 장치
- IP 주소: 네트워크의 각 장치에 할당된 고유 식별자, 데이터를 올바른 대상으로 라우팅하는데 사용됨
- 도메인 이름: google.com과 같이 웹 사이트를 식별하는데 사용되는 사용자 이름
- DNS(Domain Name System): 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 역할
- HTTP(Hypertext Transfer Protocol): 클라이언트(웹 브라우저)와 서버(웹 사이트)간에 데이터를 전송하는데 사용됨
- HTTPS: HTTP의 암호화된 버전으로 클라이언트와 서버 간의 보안 통신을 제공하는데 사용됨
- SSL(Secure Sockets Layer)/TLS(Transport Layer Security): 인터넷을 통한 보안 통신을 제공함
인터넷에서 프로토콜의 역할
프로토콜은 인터넷을 통한 통신 및 데이터 교환을 가능하게 하는 중요한 역할을 한다
프로토콜은 장치와 시스템 간에 정보가 교환되는 방법을 정의하는 일련의 규칙 및 표준
인터넷 통신에는 다양한 프로토콜이 사용된다
- IP(Internet Protocol)
- TCP(Transmission Control Protocol)
- UDP(User Datagram Protocol)
- DNS(Domain Name System)
- 등등
표준화된 프로토콜을 사용함으로써 얻을 수 있는 이점은 서로다른 manufacturers와 vendors의 장치와 시스템이 균일, 원활하게 통신할 수 있다는 점이 있다
예를 들어 A회사, B회사 둘 다 HTTP 프로토콜을 준수하는 한 A 회사가 개발한 웹 브라우저는 B 회사가 개발한 웹 서버와 통신할 수 있다
IP 주소와 Domain Name의 이해
IP 주소는 네트워크의 각 장치에 할당된 고유 식별자이다
IP 주소는 올바른 목적지로 라우팅하여 정보가 의도된 수신자에게 전송되도록 하는데 사용된다
IP 주소는 192.168.1.1와 같이 마침표로 구분된 4개의 일련의 숫자로 표현된다
Domain Name은 사람이 읽을 수 있고 웹 사이트 및 인터넷 정보를 읽을 수 있는 이름이다
예를 들어 google.com은 Domain Name이다
Domain Name은 DNS(Domain Name System)을 사용하여 IP주소로 변경된다
DNS는 Domain Name을 IP 주소로 변환하는 인터넷의 중요한 infrastructure(인프라)이다
웹 브라우저에 Domain Name을 입력하면 컴퓨터가 DNS 서버로 DNS query(쿼리)를 보내 해당 IP 주소를 반환한다
그런 다음 컴퓨터는 해당 IP 주소를 사용하여 요청한 웹사이트 또는 기타 리소스에 연결한다
HTTP와 HTTPS
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)와 HTTPS (HTTP Secure)는 인터넷 기반 응용 프로그램 및 서비스에서 가장 일반적으로 사용되는 프로토콜이다
HTTP는 클라이언트(웹 브라우저)와 서버(웹 사이트)간에 데이터를 전송하는데 사용되는 프로토콜이다
웹 사이트를 방문하면 웹 브라우저가 서버에 HTTP 요청을 보내어 요청한 웹 페이지 또는 기타 리소스를 요청한다
그런 다음 서버는 요청된 데이터를 포함하는 HTTP 응답을 클라이언트로 다시 보낸다
HTTPS는 HTTP의 보다 안전한 버전으로 SSL/TLS 암호화를 사용하여 클라이언트와 서버 건에 전송되는 데이터를 암호화한다
이렇게 하면 로그인 자격 증명, 결제 정보 및 기타 테이터와 같은 중요한 정보를 보호하는데 도움이 되는 (additional layer of security)추가 보안 계층이 제공된다
HTTPS를 사용하는 웹 사이트를 방문하면 웹 브라우저에 연결이 안전함을 나타내는 자물쇠 아이콘이 주소 표시줄에 표시된다
또한 웹 사이트의 시작 부분에 http가 아닌 https라는 문자가 표시될 수도 있다
TCP/IP를 사용한 애플리케이션 구축
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)는 근본적인 통신 프로토콜로 대부분의 인터넷 기반 응용 프로그램과 서비스에서 사용된다
TCP/IP는 서로 다른 장치에서 실행 중인 응용 프로그램 간에 안정적이고 순서가 지정되고 오류가 확인된 데이터 전송을 제공한다
TCP/IP를 사용하여 애플리케이션을 구축할 때 이해해야할 몇 가지 중요한 개념
- Ports(포트): 장치에서 실행 중인 응용 프로그램 또는 서비스를 식별하는데 사용된다. 각 애플리케이션, 서비스에는 고유한 포트 번호가 할당되어 데이터를 올바른 대상으로 전송할 수 있다
- Sockets(소켓): IP 주소와 포트 번호의 조합으로, 통신을 위한 특정 endpoint를 나타낸다. 소켓은 장치 간 연결을 설정하고 응용 프로그램 간에 데이터를 전송하는데 사용된다
- Connections: 두 장치가 서로 통신하기를 원할 때 두 소켓 사이에 연결이 설정된다. 연결 설정 프로세스 동안 장치는 최대 segment(세그먼트) 크기 및 window size(창 크기)와 같은 다양한 parameters(매개 변수)를 협상하여 연결을 통해 데이터가 전송되는 방법을 결정한다
- Data Transfer: 한 번 연결이 설정되면 각 장치에서 응용 프로그램 간에 데이터를 전송할 수 있다. 데이터는 일반적으로 segments(세그먼트)로 전송되며, 각 세그먼트에는 안정적인 전송을 보장하기 위해 시퀀스 번호와 기타 메타데이터가 포함되어 있다
SSL/TLS를 사용한 인터넷 통신 보안
SSL/TLS은 인터넷을 통해 전송되는 데이터를 암호화하는 데 사용되는 프로토콜이다
일반적으로 웹 브라우저, 전자 메일 클라이언트 및 파일 전송 프로그램과 같은 응용 프로그램에 대한 보안 연결을 제공하는 데 사용된다
SSL/TLS를 사용하여 인터넷 통신을 보호할 때 이해해야 할 몇 가지 주요 개념
- Certificates(인증서): 클라이언트와 서버 간의 신뢰를 설정하는데 사용된다. 서버 ID에 대한 정보가 포함되어 있으며 신뢰할 수 있는 third party가 서명하여 신뢰성을 확인한다
- Handshake: SSL/TLS handshake 프로세스 중에 클라이언트와 서버는 보안 연결을 위한 암호화 알고리즘 및 기타 매개 변수를 협상하기 위해 정보를 교환한다
- Encryption(암호화): 보안 연결이 설정되면 합의된 알고리즘을 사용하여 데이터를 암호화하고 클라이언트와 서버 간에 안전하게 전송할 수 있다
인터넷 기반 응용프로그램 및 서비스를 구축할 때는 SSL/TLS의 작동 방식을 이해하고
로그인 자격 증명, 결제 정보 및 기타 개인 데이터와 같은 중요한 데이터를 전송할 때 응용프로그램이 SSL/TLS를 사용하도록 설계되었는지 확인하는 것이 중요하다
서버에 대해 유효한 SSL/TLS 인증서를 가져오고 유지 관리해야 하며, SSL/TLS 연결을 구성하고 보안하는 모범 사례를 따라야 한다
이렇게 하면 사용자의 데이터를 보호하고 인터넷을 통한 응용프로그램 통신의 integrity(무결성)과 confidentiality(기밀성)을 보장할 수 있다
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