인터넷 네트워크의 구조

1. 인터넷을 사용하려면 어떤 과정이 필요할까?

우리는 KT, SK Broadband, LG U+와 같은 인터넷 서비스 제공업체(ISP)를 통해 인터넷을 사용한다.

하지만 단순히 ISP가 있다고 해서 인터넷을 바로 사용할 수 있는 것은 아니다. ISP가 제공하는 인터넷을 가정이나 사무실에서 사용하려면 모뎀(Modem)이라는 장치가 필요하다.

모뎀은 ISP에서 보내는 신호를 우리가 사용하는 기기들이 이해할 수 있도록 변환하는 역할을 한다. 이후 공유기가 여러 기기에서 인터넷을 사용할 수 있도록 연결하고, 내부 네트워크(LAN)를 구성하여 기기 간 데이터 교환이 이루어진다.

이번 글에서는 인터넷 네트워크가 어떻게 구성되는지, 그리고 각 장치들이 어떤 역할을 하는지 전체적인 흐름을 알아보겠다.

2. 모뎀(Modem)

모뎀은 인터넷 신호를 변환하는 장치로, ISP(인터넷 서비스 제공업체)에서 받은 신호를 컴퓨터나 공유기가 사용할 수 있도록 변환하는 역할을 한다.

모뎀의 역할

• 변조(Modulation): 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 인터넷 신호를 전송
• 복조(Demodulation): 아날로그 신호를 다시 디지털 신호로 변환하여 사용 가능하도록 함

3. 공유기(Home Router)

공유기는 여러 기기들이 인터넷에 연결될 수 있도록 하는 장치이다. 또한, 내부 네트워크를 구성하여 같은 네트워크에 있는 기기들이 서로 통신할 수 있도록 한다.

공유기의 주요 기능

• 인터넷 연결 공유
• 유선 및 무선 기기 연결 지원
• IP 주소 할당(DHCP 기능)
• 방화벽 및 보안 기능 제공

모뎀과 공유기의 차이

구분	모뎀	공유기
역할	인터넷 신호 변환	인터넷을 여러 기기에 연결
연결 방식	ISP 네트워크와 직접 연결	내부 네트워크(LAN) 관리

4. 스위치(Switch)

• 같은 네트워크 내의 기기들이 서로 통신할 수 있도록 하는 장치
• 공유기의 랜 포트 수가 부족할 때 사용
• 스위칭 허브 혹은 허브라고도 불림 (잘쓰지는 않지만 허브라는 장치가 따로 있기 때문에 스위치라고 부르자.)

5. LAN과 WAN의 개념

LAN (Local Area Network)

• 하나의 공유기 안에서 형성되는 네트워크
• 같은 모뎀을 공유하더라도 공유기가 다르면 LAN이 다를 수 있음
• 기본적으로 같은 LAN에 있는 기기끼리는 직접 통신 가능

WAN (Wide Area Network)

• 여러 개의 LAN을 연결하는 네트워크
• 각 LAN이 인터넷을 통해 다른 LAN과 연결될 때 WAN이 성립됨
• 서로 다른 모뎀을 사용하면 WAN을 통해서만 통신 가능 (각 모뎀이 ISP에서 다른 공인 IP를 할당받기 때문)
• VPN, 포트 포워딩, 공인 IP 연결 등을 통해 서로 다른 LAN을 WAN으로 연결할 수 있음

6. ISP(인터넷 서비스 제공업체)와 네트워크 연결 구조

ISP(Internet Service Provider)는 인터넷 서비스를 제공하는 사업체이다.

한국의 주요 ISP

• KT: 전국망을 보유한 최대 ISP
• SK Broadband: SK 계열 인터넷 서비스
• LG U+: LG 그룹의 인터넷 서비스
• 지역 케이블 ISP: LG 헬로비전, 딜라이브, HCN 등

ISP의 티어(Tier) 구조

ISP는 역할과 규모에 따라 계층(Tier)으로 구분된다.

Tier 1

• 국제적으로 인터넷 백본(Backbone)을 보유한 ISP
• 인터넷의 모든 네트워크에 접근 가능
• 다른 Tier 1 ISP와 비용 없이 직접 연결(Peering)

Tier 2

• 국가 또는 지역 단위에서 네트워크를 운영하는 ISP
• 인터넷의 모든 영역을 연결하기 위해 Tier 1에 비용을 내고 트래픽을 전송
• KT, SK Broadband, LG U+ 등이 Tier 2에 해당
• Tier 2 간의 통신에도 peering 계약을 한다면 비용 정산 없이 데이터를 주고받을 수 있음

Tier 3

• 지역 단위에서 서비스를 제공하는 ISP
• 상위 ISP(Tier 2)에게 비용을 내고 인터넷 트래픽을 구매하여 사용자에게 제공
• 지역 케이블 ISP(LG 헬로비전, 딜라이브, HCN 등)가 해당됨

7. ISP 간의 연결 방식

ISP 간의 연결은 라우터(Router)를 통해 이루어진다. 라우터는 목적지의 네트워크에 데이터를 전달하는 장치로, 최적의 경로를 선택하여 데이터를 전달한다.

인터넷을 통한 데이터 이동 과정

1. 사용자가 웹사이트(예: google.com)에 접속 요청
2. 공유기가 데이터를 ISP의 라우터로 전송
3. ISP의 라우터가 최적의 경로를 계산하여 데이터를 전달
4. 목적지 서버(구글 등)가 데이터를 응답하여 같은 경로로 되돌아옴

[사용자 PC] → [공유기] → [모뎀] → [여러 ISP 라우터] → [목적지 서버]

 

참고

쉬운코드