[웹 기초] 인터넷은 어떻게 작동하는가

목차 (OPEN)

• 🌐 인터넷이란
• 🧠 프로토콜이란
• 🌍 IP 주소와 DNS란
• 📦 패킷, 라우팅, 그리고 안정성
• 🔒 암호화와 공개 키

 

 

 

🌐 인터넷이란

인터넷이란 전 세계에 있는 컴퓨터들이 서로 연결되어 정보를 주고받을 수 있도록 만든 거대한 통신망이다.

조금 더 쉽게 말하자면, 수많은 컴퓨터들이 서로 친구가 되어 대화를 나눌 수 있게 해주는 길이라고 생각하면 된다.

 

많은 사람들이 "인터넷은 누가 만들고, 누가 관리하나요?"하고 질문하는데,

흥미롭게도, 인터넷을 '소유'하거나 '관리'하는 단 한명 또는 한 조직은 없다.

 

대신에, 전 세계 수많은 컴퓨터와 서버들이 서로 연결되어 있고,

모두가 약속된 규칙 (프로토콜)을 지켜서 서로 통신한다.

 

즉, 인터넷은 중앙 통제자가 없는 '협력 시스템'이라고 볼 수 있다.

전 세계의 사람들이 공통의 규칙을 따름으로써 인터넷이 문제없이 작동하는 것이다.

 

 

🧠 프로토콜이란

 

위에서 약속된 규칙, 즉 프로토콜을 지켜서 서로 통신한다고 했는데,

프로토콜이란, 간단히 말하면, 컴퓨터끼리 대화할 때의 언어 규칙이다.

 

쉽게 비유하면, 사람이 대화할 때 "안녕하세요"라고 인사하듯이,

컴퓨터도 정해진 방식대로 "데이터를 주세요"라고 요청을 해야 하는 것이다.

 

인터넷에서 사용하는 대표적인 프로토콜은 아래와 같다.

 

1️⃣ IP (Internet Protocol)

컴퓨터가 서로를 찾아가기 위한 주소 체계

 

2️⃣ TCP (Transmission Control Protocol)

데이터를 나누고, 정확하게 다시 모아주는 역할을 하는 것

 

3️⃣ HTTP (HyperText Transfer Protocol)

웹사이트를 요청하고 받는 약속

 

 

🌍 IP 주소와 DNS란

인터넷에 연결된 모든 컴퓨터나 스마트폰, 서버 등은 고유한 번호를 하나씩 가지고 있는데,

이것을 우리는 IP 주소 (Internet Protocol Address)라고 부른다.

 

예를 들면,

192.168.0.1

172.217.161.142

와 같은 숫자 조합들이 있을 것이다.

 

이러한 IP 주소는 인터넷 상의 집 주소와 같은 역할을 한다.

그래서 우리가 친구 집을 찾아가려면 주소를 알아야 하듯이,

컴퓨터도 데이터를 보내려면 상대방의 IP 주소를 알아야하는 것이다.

 

 

그런데, 우리가 웹사이트를 사용할 때마다

각각에 해당하는 숫자 조합들을 외워야 된다고 생각해보자.

 

142.250.206.206

이거는 google의 IP 주소인데,

구글을 사용하고 싶을 때마다 저 숫자 조합을 써야 된다고 하면 너무 복잡할 것이다.

 

 

그래서 등장한 것이 DNS (Domain Name System)이다.

얘는 간단히 말하면, 도메인 이름과 IP 주소를 서로 바꿔주는 전화번호부와 같은 시스템이다.

 

 

단계별로 설명하면 아래와 같다.

 

1️⃣ 사용자가 www.google.com을   입력하면,

2️⃣ 컴퓨터가 DNS에게 "이 주소에 해당하는 IP 주소가 뭐야?"하고 물어본다.

3️⃣ 그러면 DNS가 "www.google.com에 해당하는 IP 주소는 142.250.206.206야." 하고 답해주고,

4️⃣ 컴퓨터가 해당 IP 주소로 요청을 보내서 웹 페이지가 열리게 된다.

 

 

📦 패킷, 라우팅, 그리고 안정성

인터넷에서는 우리가 주고 받는 이메일, 동영상, 웹페이지 등 모든 정보가 데이터이다.

그런데, 이 데이터를 한 덩어리로 통째로 보내는 것은 비효율적이기도 하고, 위험하다.

 

그래서 인터넷에서는 이 큰 데이터를 작은 조각들로 나눠서 보내는 방식을 사용하는데,

이 조각 하나하나를 패킷(Packet)이라고 부른다.

 

 

그럼 이렇게 나뉜 패킷들은 어떻게 목적지까지 가는 것일까?

 

여기에서 등장하는 것이 바로 라우터(Router)이다.

이 라우터는, 패킷이 어디로 가야 할지 길을 안내해주는 역할을 한다.

 

각 패킷은 반드시 같은 길로 가는 것이 아니라,

어떤 패킷은 빠른 길로, 어떤 패킷은 돌아가는 길로 갈 수도 있는데,

중요한 것은 모든 패킷들이 목적지에 잘 도착하고,

거기에서 원래의 정보로 조립되어야 한다는 것이다.

 

비유하자면, 서울에서 부산까지 보내는 택배가 있다고 가정했을 때,

어떤 택배는 경부고속도로를 타고 갈 수도 있고,

어떤 택배는 중부내륙고속도로를 타고 갈 수도 있을텐데,

중요한 건 모든 택배가 부산에 도착해야 한다는 것이다.

 

 

그런데 패킷이 가던 길에서 문제가 생기면 어떻게 될까?

이런 상황에서 인터넷은 자동으로 다른 길을 찾아서 패킷을 다시 보내준다.

 

이처럼 문제가 생겨도 데이터가 잘 도착하도록 처리하는 능력을 안정성 (Reliability)이라고 부르는 것이다.

 

 

한 줄로 요악하면

인터넷은 데이터를 안전하고 효율적으로 전달하기 위해,

쪼개서 보내고, 길을 안내받고, 문제가 생기면 다시 보내는 구조로 되어있다.

 

 

 

🔒 암호화와 공개 키

우리가 인터넷을 통해 이메일을 보내거나, 로그인 정보를 입력하거나, 결제를 할 때,

이 정보는 대부분 공공 네트워크를 통해 이동한다.

 

그러나 인터넷은 마치 사람이 북적이는 광장과 같은 곳이어서

누구나 메시지가 오가는 길을 지켜볼 수 있다.

그래서 보안이 없으면,

다른 사람이 메시지를 몰래 보고, 심지어 조작할 수도 있다는 위험이 있다.

 

그렇기에 암화화가 필요한 것이다.

 

 

여기서 암호화란,

원래의 정보를 다른 사람이 알아볼 수 없도록 복잡하게 바꾸는 기술로

예를 들어 "나는 너를 사랑해" 라는 데이터를 Jsd!@8s!@#$sdf 같은 이상한 문자로 바꿔놓는 것이다.

이렇게 바꿔 놓으면, 당연히 중간에서 누가 내용을 가로채더라도 전혀 이해할 수 없게 된다.

 

 

이러한 암호화 중에서 가장 대표적인게 공개 키 암호화이다.

이게 왜 중요하나면, 인터넷에서는 상대방과 미리 비밀번호를 정해놓기 어렵기 때문이다.

 

우리가 구글이나 네이버에 접속하기 전에,

서로 만나서 "우리 암호는 이거로 하자!"하고 정할 수 없기에

등장한 개념이 공개 키 암호화인 것이다.

 

 

공개 키 암호화의 구조는 아래와 같다.

 

1️⃣ 공개 키 (Public Key)

누구에게나 공개되는 키로,

이걸로 메시지를 잠글 수 있다.

 

2️⃣ 개인 키 (Private Key)

오직 한 사람만 가지고 있는 키로,

이걸로만 메시지를 열 수 있다.

 

쉽게 설명하면,

1️⃣ 당신이 자물쇠(공개 키)를 하나 만들어서 전 세계 사람들에게 나눠준 후,

2️⃣ 사람들이 그 자물쇠로 상자를 잠그고 당신에게 보내면,

3️⃣ 그 상자는 당신만이 가진 열쇠(개인 키)로만 열 수 있다.

 

얘를 다시 인터넷에 적용하면,

1️⃣ A 사용자가 B에게 비밀 메시지를보내고 싶을 때,

2️⃣ B의 공개 키를 사용해서 메시지를 암호화한다.

3️⃣ 이 암호화된 메시지는 인터넷을 통해 전송되는데,

4️⃣ 중간에서 누가 보더라도, 열쇠가 없기 때문에 해독이 불가능하다.

5️⃣ 따라서 오직 B만이 자신의 개인 키로 그 메시지를 열 수 있게 된다.

 

 

이러한 방식은 오늘날 대부분의 웹사이트(HTTPS)에서 사용되고 있고,

인터넷 뱅킹, 전자결제, 이메일 보안, 클라우드 데이터 보호 등에 광범위하게 쓰이고 있다.