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01. Internet Engineering - Intro

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By younghoonko
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01. Internet Engineering - Intro

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Internet Engineering – Internet의 구조, 원리, 그리고 설계 철학

1. Internet이란 무엇인가?

인터넷은 단순한 네트워크가 아님
인터넷은 전 세계 수십억 개의 장치가 연결된 “네트워크들의 네트워크”임

이 시스템은 단순히 연결만 되어 있는 것이 아니라,
서로 다른 네트워크들이 공통된 규칙(프로토콜)을 기반으로 통신하는 구조임

구성 요소:

  • 호스트(End Systems): PC, 스마트폰, 서버 등
  • 라우터: 패킷을 전달하는 중간 장치
  • 링크: 유선/무선 통신 매체
  • 프로토콜: 통신 규칙

핵심: 👉 인터넷 = 연결 + 규칙

비유
인터넷은 교통망과 같음

  • 도로 = 링크
  • 자동차 = 패킷
  • 교차로 = 라우터

2. Internet의 두 가지 관점

2.1 구조적 관점

인터넷은 물리적/논리적 요소들의 집합임

구성:

  • 호스트: 데이터 생성/소비
  • 라우터: 데이터 전달
  • 링크: 연결
  • 프로토콜: 통신 규칙

👉 즉, 인터넷은 단순한 연결이 아니라
👉 구조적으로 설계된 시스템임

2.2 서비스 관점

인터넷은 사용자에게 다양한 서비스를 제공하는 플랫폼임

예시:

  • 웹 브라우징 (HTTP)
  • 이메일 (SMTP)
  • 파일 전송 (FTP)
  • 스트리밍

👉 핵심: 인터넷은 단순한 네트워크가 아니라
👉 서비스를 제공하기 위한 기반 인프라임

3. 프로토콜 (Protocol)

프로토콜은 네트워크 통신의 핵심임

정의:
👉 메시지의 형식, 순서, 행동을 정의하는 규칙

구성 요소:

  • 메시지 형식 (format)
  • 메시지 순서 (order)
  • 행동 규칙 (action)

예시:

  • HTTP → 요청/응답 구조
  • TCP → 신뢰성 있는 전송 (재전송, 순서 보장)
  • IP → 주소 기반 전달

핵심: 👉 인터넷은 “연결된 시스템”이 아니라
👉 규칙 기반 통신 시스템

4. 네트워크 엣지 (Network Edge)

네트워크 엣지는 사용자가 실제로 존재하는 영역임

구성:

  • 클라이언트 (사용자 장치)
  • 서버 (데이터 제공)

특징:

  • 데이터 생성 및 소비 발생
  • 애플리케이션 실행

👉 예시: 웹 브라우저에서 요청 → 서버 응답

5. 접근 네트워크 (Access Network)

사용자와 인터넷 코어를 연결하는 부분임

대표 기술:

  • DSL: 전화선 기반
  • 케이블 인터넷
  • 광섬유 (FTTH)
  • Wi-Fi
  • 4G / 5G

👉 특징: 속도, 지연, 비용이 사용자 경험에 직접 영향 줌

6. 네트워크 코어 (Network Core)

인터넷의 중심 구조임
데이터가 실제로 이동하는 영역임

구성:

  • 라우터들의 네트워크

동작 방식:

👉 패킷 교환 (Packet Switching)

7. 패킷 교환 (Packet Switching)

데이터를 작은 패킷으로 나누어 전송함

동작 과정:

  1. 데이터를 여러 패킷으로 분할
  2. 각 패킷이 독립적으로 이동
  3. 목적지에서 재조립

장점:

  • 자원 효율적 사용
  • 병렬 전송 가능
  • 오류 시 일부만 재전송

8. 라우팅 vs 포워딩

Routing

  • 출발지 → 목적지까지 경로 결정
  • 네트워크 전체 관점

Forwarding

  • 현재 라우터에서 다음 노드로 전달
  • 로컬 관점

👉 핵심 차이:

  • Routing = 계획
  • Forwarding = 실행

9. 네트워크 성능 (Performance)

9.1 Delay (지연)

구성 요소:

  • 처리 지연 (Processing Delay)
  • 큐잉 지연 (Queueing Delay)
  • 전송 지연 (Transmission Delay)
  • 전파 지연 (Propagation Delay)

9.2 Packet Loss

  • 라우터 버퍼가 가득 차면 발생
  • 네트워크 혼잡의 결과

9.3 Throughput

  • 단위 시간당 전송 데이터 양

👉 핵심: 전체 성능은 가장 느린 링크(Bottleneck)에 의해 결정됨

10. 네트워크 구조 발전

인터넷은 계층적 구조로 발전함

구성:

  • Access ISP
  • Regional ISP
  • Global ISP
  • IXP

특징:

  • 대형 기업 자체 네트워크 구축
  • 클라우드 기반 확장
  • 모바일 중심 변화

11. 네트워크 보안 (Security)

인터넷은 초기 설계 시 보안 고려 부족했음

공격 유형

  • Packet Sniffing: 데이터 도청
  • IP Spoofing: 주소 위조
  • DoS / DDoS: 서비스 마비

방어 방법

  • Authentication: 사용자 인증
  • Encryption: 데이터 암호화
  • Integrity: 데이터 변조 방지
  • Firewall: 접근 차단

12. 계층 구조 (Layering)

복잡한 시스템을 관리하기 위한 구조임

장점:

  • 모듈화
  • 유지보수 용이
  • 독립적 개발 가능

OSI 7계층 (중요)

  1. Physical Layer
    → 비트 전송 (전기 신호)

  2. Data Link Layer
    → 프레임 단위, 오류 검출

  3. Network Layer
    → IP 주소 기반 라우팅

  4. Transport Layer
    → 신뢰성, 흐름 제어 (TCP/UDP)

  5. Session Layer
    → 세션 관리

  6. Presentation Layer
    → 데이터 형식 변환, 암호화

  7. Application Layer
    → 사용자 인터페이스 (HTTP, FTP)

👉 핵심: 각 계층이 역할을 나누어 처리함

캡슐화 (Encapsulation)

데이터 흐름:

Application → Transport → Network → Link

각 단계에서 헤더가 추가됨

느낀 점

인터넷은 단순한 연결 기술이 아니라
👉 복잡한 시스템을 효율적으로 설계한 결과물임

1. 규칙이 구조보다 중요함

연결만으로는 의미 없음
👉 프로토콜이 있어야 통신 가능함

2. Routing vs Forwarding

처음에는 동일 개념으로 이해함

이후:

  • Routing = 전략
  • Forwarding = 실행

으로 구분하면서 명확히 이해함

3. Bottleneck 개념

시스템 성능은 가장 느린 부분이 결정됨
→ 모든 시스템 설계에 적용 가능함

의문과 해결 과정

Q1. 왜 패킷 단위인가?

처음에는 한 번에 보내는 것이 더 효율적이라 생각함

하지만:

  • 자원 공유 가능
  • 병렬 처리 가능
  • 오류 대응 용이

👉 결론: 효율성과 안정성을 위한 설계임

Q2. 왜 계층 구조인가?

처음에는 불필요하게 느껴짐

하지만:

  • 복잡성 감소
  • 유지보수 용이

👉 결론: 대규모 시스템 필수 구조임

확장 방향

  • TCP / UDP 심화
  • 혼잡 제어 (Congestion Control)
  • 네트워크 최적화
  • 분산 시스템

한 줄 정리

인터넷은 단순한 연결이 아니라
규칙과 구조로 설계된 거대한 분산 시스템임

End.

University(2026-First-Semester), Internet Engineering
internet network