인터넷이 작동하는 방법

20180901

와이어, 케이블 및 WIFI

인터넷은 어떻게 정보를 운반할 수 있을까?

인터넷은 이진수를 운반한다.
BITS 는 한 쌍으로 이루저여 있다. 꺼짐 켜짐, 예 아니오와 같은
BITS 가 두 가지 상태가 되는 것이 가능하므로 그것을 이진코드라고 부른다.

8bits => 1byte

1024bytes => 1kilobyte

1024kilobytes => 1megabyte

인터넷에 있는 모든 것들은 비트들로 나타내어지고 운송된다.

어떻게 0 과 1 을 보낼 수 있을까?

우리가 물리적으로 0 이나 1 을 보내는 것은 아니다.
전선과 전파로 이동한다.
전기, 빛 그리고 전파를 통해 bit 를 보낸다.
사람이 1 초에 엄청난 수의 비트들을 보낼 수는 없지만, 기계는 가능하다.

대역폭?

대역폭(bandwidth)은 보통 초 단위인 일정한 시간 동안 우리가 실제로 보낼 수 있는 비트의 개소를 의미하는 비트율을 통해 측정된다.
또다른 측정 방법은 대기시간이다. 비트가 이곳에서 저곳으로 이동할 때 걸리는 시간이다.

어떤 케이블로 메시지를 보낼까?

빛
광섬유 케이블을 이용하여 비트를 광선의 형태로 이곳에서 저곳으로 보낼 수 있다.
광섬유 케이블은 유리로 만든 실이다.
케이블을 통해 광선을 보내면 빛은 반대쪽에서 수신할 때까지 케이블 선 안에서 계속 위아래로 반사된다.
반사되는 각도에 따라 실제로 모두 빛의 속도로 움직이는 여러 비트를 보낼 수 있다.

신호가 얼마나 멀리갈 수 있을까?

wireless
전파를 사용한다.
기계들은 실제로 1 과 0 들을 서로 다른 주파수의 전파들로 번역을 해야 한다.
수신하는 기계들은 그 과정을 뒤집어서 컴퓨터에 있는 이진법으로 다시 변환한다.
커피숍에서 인터넷을 하면 무선 통로를 통해 비트들이 보내진다. 그러나 짧은 거리만 이동할 수 있기 때문에
그 다음에는긴 거리를 이동하기 위해 실제 물리적으로 존재하는 전선으로 이동한다.

IP 주소와 DNS

인터넷은 네트워크의 네트워크이다.

우리가 인터넷에 주소를 치면, 인터넷 서비스 사업자(ISP)에 연결된다. ISP 는 서로 연결된 수많은 네트워크를 통해서 전세계의 수없이 많은 전자기기들과 연결시켜 준다.
인터넷은 디자인 철학이고, 그 구조는 일련의 프로토콜로 표현된다.
프로토콜은 각각의 부분들에 잘 알려진 규칙들과 표준들을 말한다.

IP (Internet Protocol)

IP 형식
- 8 비트 4 개, 32 비트
- 일반적으로 디바이스의 네트워크가 어느나라, 어느지역의 것인지 확인한다.
- 그 다음은 하위 네트워크
- 마지막으로 특정한 전자기기의 주소가 온다.
이러한 형의 IP 주소를 IPv4 라고 부른다.
80 년대 유행하였다. 그러나 40 억개의 고유한 주소도 부족해졌다.
그래서 현재는 하나의 주소가 128 비트를 사용하는 IPv6 를 사용한다.

DNS (Domain Name System)

DNS 라는 시스템은 IP 주소를 www.example.com 과 같이 대응되는 인터넷 주소와 연결해준다.
하나의 DNS 서버가 모든 요구사항을 처리할 수는 없다.
DNS 서버를 분산된 계층구조로 연결하고 주요한 주소들을 나누어 맡도록 지역을 나눈다. .org .com .net 처럼

DNS Spoofing

DNS 서버에 해커가 접속해서 인터넷 주소를 잘못된 아이피 주소와 연결되도록 바꾸어 놓는 것을 말한다.

패킷, 라우터 및 신뢰성

어떻게 모든 정보들이 안정적으로 전달될까?

인터넷에서 데이터가 전달되는 방식

패킷

인터넷상의 정보가 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 전달 될 때 패킷이라는 형태로 전달된다.

패킷이 전달되는 과정

정보의 크기는 제한이 있을 수밖에 없다.
여러 개의 패킷으로 이동한다.
각 패킷은 어디서 왔고 어디로 가는 지에 대한 주소를 가지고 있다.

라우터

라우터라고 불리는 특별한 컴퓨터는 네트워크 상에서 패킷이 원할하게 움직일 수 있도록 통제하고 관리하는 역할을 맡는다.
한 길이 복잡해지면 나머지 패킷들은 다른 경로를 택한다.
인터넷 프로토콜로 각각의 라우터는 패킷을 보내는데 여러 개의 경로를 가지고 있다. - 그리고 각 정보마다 도착하는 곳의 ip 주소를 기반으로 가장 합리적인 길을 선택해서 패킷을 전달한다.
여기서 합리성은 비용이 아니라, time, politics, relationship
경로가 여러 개 있다는 것은 패킷을 보내는 도중 문제가 생겨도 괜찮을 수 있다는 뜻이다.

패킷을 모두 다 전달받지 못한다면?

100%가 정확하게 도착했다면 어떻게 확인할 수 있을까.
TCP (Transmission Control Protocol): 보내고 받는 모든 패킷으로 된 데이터를 관리한다.
패킷이 도착하면 TCP 는 목록을 보고 확인해서 각각의 패킷이 왔는지 오지 않았는지를 체크한다.
모든 패킷이 왔으면 작업이 완료된다.
안왔으면 파일을 완성하지 않고 다시 보낸다. 패킷을 받았다면 파일을 완성한다.
확장이나 축소가 가능하다. 문제가 생겼을 떄 더 많은 라우터를 설치할 수 있다.
라우터가 많으면 많을수록 더 안정성을 확보할 수 있다.

HTTP 와 HTML

HyperText Transfer Protocol

**URL(Uniform Resource Locator)**을 입력하면
서버라는 다른 컴퓨터와 대화를 시작한다.
서버에게 웹사이트를 묻고(Request), 서버는 HTTTP 라는 언어로 여러분의 컴퓨터에게 응답(Response)을 되돌려 준다.
HTTP 는 어떤 컴퓨터가 다른 컴퓨터에게 문서를 요청 할 때 쓰이는 것이다.
get document-name
get/login 로그인하는데 필요한 문서를 주라는 의미이다.
텀블러에세 get/login 을 요청하면 텀블러가 html code 를 보내준다.
HTML, HyperText Markup Language
그러나 이미지나 비디오는 자신의 url 을 가지고 있다. HTML 에 없기 때문에, 요쳥을 해야 얻을 수 있는 것들이다.
브라우저는 이런 자료들 각각에 http 요청을 보내서 그들이 도착하면 화면에 보여준다.
정보를 보내는 것도 가능하다. POST
쿠키 데이터를 같이 전송하고, 여러분이 브라우저를 통해 보고 저장할 수 있도록 한다.
쿠키는 웹사이트가 여러분이 누구인지를 기억하는 유일한 수단이기 때문이다.
다음 접속했을 때는 id 넘버와 요청을 걸합하여 텀블러 서버에 보낸다.

신뢰성

인터넷은

완전히 오픈되어있고
연결되어있고
평범한 글자로 정보가 전달된다.

그러나 안전한 웹사이트들은 웹브라우저가 SSL(Secure Socket Layer) 나 TLS(Transport Layer Security) 같은 것을 이용하는 보안채널을 통해 소통하도록 함으로써 해킹을 방지하고 있다.

https

보안된 채널로 연결시키려고 하면 웹사이트는 전자인증이라는 것을 제공하는데
이 사이트는 허위 사이트가 아니라는 것을 보증하는 id 카드 같은 것이다.
digital certificate 는 인증 기관에 의해 발급된다.
인증 기관은 정부가 id 나 여권을 발급할 수 없는 것처럼
웹사이트들의 진위성을 확인하고 그들에 대한 인증서를 발급하는 역할을 한다.

HTTP & DNS는 웹상에 존재하는 html, 미디어 파일과 같이 웹상에 존재하는 것들의 송수신을 관리한다.

그리고 이것을 가능하게 한 핵심적인 기술은 TCP/IP 와 라우터 네트워크라는 작은 단위로 정보를 쪼개서 전달하는 것이다. 이런 단위들은 0 과 1 의 이진수 배열로 이루어져 있고 전선이나 광섬유 무선 네트웍을 통해 전달된다.

HTTP & DNS
TCP/IP & ROUTING
WIRES, CABLES, WIFI

암호화 및 공개 키

인터넷은 개방된 공공 시스템이다.
encryption scrambling or changing a message to hide it
decryption unscrambling the message or make it readable
key 는 읽는 사람이 비밀 메시지를 풀 수 있게 해준다.
오늘날은 256bit 키를 써서 암호화되어 있다.
더 긴 키 를 사용하는 것은 암호화는 더 어렵게 하지 않고 해독 가능성을 기하급수적으로 증가시킨다는 것이다.
보내는 사람과 받는 사람이 암호화 해독을 위해 같은 키를 사용한다면 이는 대칭 암호라고 불린다.
시저암호와 같은 암호를 사용하기 위해서는 두 사람이 미리 개인적으로 만나서 키를 약속해야 한다.
컴퓨터 두 대가 만나 비밀 키에 대해 약속하는 것이 불가능하다.
asymmetric encryption 비대칭키를 이용한다.
누가나 공유하는 공개키
공유되지 않는 개인 키를 포함한다.
공개키는 이를 이용해 암호화를 한다. 모든 사람이 사용할 수 있다.
그러나 secret message 는 오직 개인 키에 대한 접근이 가능하다.

사이버 보안 및 범죄

프로그램이 설치되는 의도를 속여서 설치하도록 유도한다.
보트넷으로도 알려진 디지털 군대를 이용해서 웹사이트들을 공격하고 없앨 수 있다.
이런 종류의 공격은 분산 서비스 거부, 즉 디도스라고 부른다.
Distributed Denial Of Service
해커들이 웹사이트에 한꺼번에 요청을 보내 과부하를 만드는 것이다. 한번에 많은 컴퓨터로부터 공격이 들어오는 것이다.
피싱
많은 양의 스팸 이메일을 보내기
피싱은 로그인해달라는 진짜 같은 이메일을 보내지만 이메일을 클릭하게 되면 실제로는 가짜 웹사이트로 접속된다.
보안 설계나 소프트웨어에 있다고 생각할 수도 있지만 해킹당했을 때의 90%는 보안 문제가 아니라,인간의 작은 실수로 인해 범죄를 당하게 된다.