Concept and history of the internet & TCP/IP, Introduction to Information and Communication

Goals

• 인터넷의 개념/역사/주소체계/WWW (World Wide Web)을 설명할 수 있다.

• TCP/IP & 모바일 IP를 설명할 수 있다.

• 인터넷의 개념(concept of the Internet)

인트라넷(intranet)

• • 어떤 조직 내에 속해 있는 사설 네트워크

    • 조직의 정보와 컴퓨터 자원을 구성원들 간에 서로 공유

    • 업무의 능률을 높이기 위한 목적

    • 항상 방화벽 서버를 통과해야함, 보안이 유지됨, 개인별 사용자 ID와 암호를 부여하여 인증되지 않은 사용자로부터의 접근을 방지한다.

• 엑스트라넷(extranet)

  • 고객이나 협력사, 공급사와 같은 회사 외부 사람들에게 네트워크 접근을 허용

  • 조직간의 협업이나 공급망 관리등 협동하는 특정 집단의 통신 채널

  • 방화벽 바깥에 존재하여 해당 조직과 관련된 집단의 통신 인프라

• Internet-II:

  • 멀티미디어 데이터의 폭발적인 증가 및 도메인 이름의 고갈 등의 이유로 나온 해결책이다. '아빌린(Abilene)'이라고한다

  • 1996년 미국에서 '일반적인 상용 인터넷 속도보다 3-4년 앞서나가는것'을 목표로 수백 개의 대학과 정부가 참여하여 만든 backbone

  • 2004년초에 상용 인터넷은 2.5Gbps였는데 인터넷2 백본 아빌린 개발이후로 10Gbps로 업그레이드 되었다.

  • 인터넷의 기술 및 인프라를 발전시키기 위한 연구 프로젝트로서의 특정한 역할을 가졌다.

• 인터넷의 역사(history of the internet)

  • 최초의 인터넷: ARPANET

• 등장배경: 1960년대 소련에서 최초의 우주선인 Sputnik의 발사 성공으로 자극을 받은 미국은 ARPA(Advanced Research Project Agency)라는 기관을 설립 후, UCLA대학, 스탠포드 연구소, 유타대학, 캘리포니아 대학을 연결하는 컴퓨터 통신망인 ARPANET을 구축하였다.

• 목적: 초기의 알파넷은 군사 목적이 컸다. 전쟁 상황에서 적의 공습에 의해 시스템이나 네트워크의 한 부분이 파괴되어도 동작할 수 있는 안전한 네트워크를 만드는것. 그렇기에 주로 서부지역을 중심으로 만들게 되었다.

• 인터넷의 성장배경

1) 1972년 일반인에게 공개되었고 사용자 급증에 따라 군사적인 부분은 MILNET(Military Network), ARPANET은 연구 개발용 네트워크로 분리되었다. 프로토콜을 TCP/IP로 통일하였다.

2) 1970년대 말, 미국의 NSF(National Science Foundation)는 연구목적으로 5개의 슈퍼컴퓨터 센터를 모든 대학과 연구기관이 사용할 수 있도록 NSFNET을 구축하였다. 즉 대학내에 슈퍼컴퓨터가 없어도 연결된 NSFNET 네트워크를 이용하여 슈퍼컴퓨터를 사용할 수 있게 되었다. 이로인해 개발 시간이 단축되었다.

3) 1980년대에 더 많은 사람들이 NSFNET을 이용하여 되면서 ARPANET은 NSFNET에 흡수 통합된다.

4) 이 후 NSFNET에 각국의 네트워크가 연결되었고 현재의 인터넷으로 발전하였다.

• 한국 인터넷의 역사(history of internet in South Korea)

  • 1982년에 TCP/IP를 이용한 서울대학교/전자통신연구소 간의 SDN(System Development Network)연결이 시초

  • 1983년에 5개 전산망(KREN, KREONet, 하나망 등)이 구축

  • 1990년에 미국의 하와이대학과 인공위성을 통해 56Kbps급의 회선을 통해 연결하였고 이것이 인터넷의 시작이다.

  • 1994년에 일반인을 대상으로 인터넷 서비스 보급(KT)

  • 2000년대부터 인터넷 전용선이 가정에 보급

• 인터넷의 주소체계(addressing scheme of the internet)

  

  - IP주소란? 인터넷에서 네트워크와 호스트 각각의 위치를 구분하기 위한 유일한 주소

  - IP주소는 2가지로 구분된다: 네트워크의 구분을위한 네트워크ID, 네트워크 안의 컴퓨터들을 구분하기 위한 호스트ID

  - 2대 이상의 컴퓨터가 같은 IP주소를 가질 수 없다.

  - 사용자가 임의로 사용할 수 없다.

  - 주소를 부여해 주는 기관이 따로 존재한다. 주로 정부에서 관리한다.

  - 주소 체계는 네트워크 그룹의 크기에 따라 5클래스로 분류하거나 미분류 형태로 사용한다.

  - 사진에서 보듯이 8비트의 2진수가 할당된 4개의 부분, 즉 총 32비트로 구성되고 각 부분은 "."으로 구분한다.

  - 인터넷 백본(internet backbone)이란? 인터넷의 척추 역할을 하는 네트워크이다.

  - IPv4(Internet Protocol version 4)란? 지금까지 인터넷 대표 주소로 사용되어 왔지만 한국에서는 2011년부터 신규 할당이 중단되었고 IPv6로 전환하여 단말이나 네트워크 장비는 필수적으로 IPv6주소만 할당할 수 있게 된다.

  - Where is IPv5?: By 2011, the last remaining blocks of IPv4 addresses were allocated. With IPv5 using the same 32-bit addressing, it would have suffered from the same limitation. So, IPv5 was abandoned before ever becoming a standard, and the world moved on to IPv6.

• WWW (World Wide Web)

• • 20년 전만 해도 정보를 찾으려면 도서관에서 책을 보고, 물건을 사려면 시장에 가는 것이 당연했다. 하지만 오늘날 방문을 열지 않고도, 자리에 앉아서 이 모든 일을 할 수 있게 됐다. 컴퓨터만 켜면 간단한 검색으로 자신이 원하는 정보에 접근할 수 있으며, 마우스 클릭 몇 번으로 원하는 물건을 구매할 수도 있다. 이는 인터넷, 정확히는 월드 와이드 웹(World Wide Web, 이하 W3) 덕분이다.

    • 인터넷에 연결된 컴퓨터를 통해 사람들이 정보를 공유할 수 있는 공간이다.

    • 등장배경: 유럽 입자 물리학 연구소에서 얻어지는 연구결과 및 자료의 효율적인 공유를 목적으로 '팀 버너스 리(Tim Berners-Lee)'의 제안으로 개발되었다. Tim Berners-Lee, a British scientist, invented the World Wide Web (WWW) in 1989, while working at CERN. The Web was originally conceived and developed to meet the demand for automated information-sharing between scientists in universities and institutes around the world.

    • Web의 구성(Components of the Web)

      • Hyper Text Transfer Protocol (HTTP): specifies communication of browser and server. HTML documents are transmitted using the communication protocol called HTTP (Hyper-Text Transfer Protocol).

      • Hyper Text Markup Language (HTML): defines the structure, organization and content of a web page.

      • Uniform Resource Locator (URL): serves as a system for resources on the web.

    • 하이퍼텍스트(hypertext)란?: 연결된 문서라는 의미이다. 하이퍼텍스트 자료는 HTML(Hyper-Text-Transfer-Protocol)이라는 '언어'를 통해 표현한다.

    • 이러한 HTML문서들은 HTTP(Hyper-Text-Transfer-Protocol)라는 통신 프로토콜을 사용하여 전송한다.

    • 하이퍼텍스트 문서들을 연결하는 방법을 하이퍼링크(hyper-link)라고한다.

    • 하이퍼텍스트와 멀티미디어를 합쳐서 하이퍼미디어(hyper-media)라고 한다.

    • 웹 브라우저(web browser)란? WWW서비스를 이요하기 위해 웹 브라우저를 사용한다. 접속하고자 하는 사이트의 호스트 컴퓨터에 접근하여 원하는 정보를 보기 쉬운 형태로 바꾸어 사용자에게 보여주는 프로그램이다. 종류로는 Chrome, Safari, Edge, Fire fox 등이 있다.

    • HTML이란? 웹 페이지 제작을 위한 마크업(mark-up language)언어이다. 웹 브라우저상에 정보를 표시하기 위한 언어의 일종이다. 1989년 팀 버너스리가 WWW의 하이퍼텍스트 시스템을 고안하며 최초의 웹서버, 웹브라우저, HTML을 탄생시켰다.

• • 마크업(mark-up)? 화면에 어떻게 보일 것인지 또는 문서의 구조를 나타내기 위해 사용되는 특정 문자들이나 기호를 위미한다.

    • HTML5: 최근 사용하고 있는 버젼이다.

    • 시맨틱 웹(Semantic Web)이란?:

      • 텍스트 위주에서 벗어나 단어의 유사성과 상관관계 등을 파악해서 결과물을 보여주려는 것

• 웹에서의 그림, 문서 등 모든 개체를 대상으로 목적에 맞는 정보를 수집, 가공, 응용까지 시도하고 인간의 언어를 이해하고 인간과의 의사소통을 하는 웹 기술

• 자동화된 웹 서비스기능을 가능하게 하려는 노력을 시맨틱 웹 서비스라고 함.

• 자동화된 웹 서비스의 발견, 실행, 조합

  • 인터넷(internet) = WWW?

  • 

• 서로 다른 개념(different concept)입니다.

  • • 인터넷(Internet): 인터넷은 전 세계의 컴퓨터 네트워크들이 상호 연결된 거대한 네트워크(massive network of interconnected computer networks worldwide)를 가리킨다. 이는 전 세계적으로 컴퓨터와 네트워크가 연결되어 정보를 공유하고 통신할 수 있는 광범위(vast system)한 시스템입니다. 인터넷은 다양한 서비스(various service)와 프로토콜(protocols)을 포함하며, 전자메일(email), 파일 전송(file transfer), 원격 접속(remote access) 등 다양한 기능을 제공한다.

      • WWW(World Wide Web): WWW는 인터넷에서 정보를 검색하고 접근하는 데 사용되는 하나의 서비스(a service used to search for and access information on the internet)입니다. 웹은 인터넷 상의 문서(documents), 이미지(images), 비디오(videos) 등의 자료를 표시(used to display)하는 데 사용되는 하이퍼텍스트 시스템(hypertext system)이다. 웹은 HTTP(HyperText Transfer Protocol) 프로토콜을 사용하여 문서를 검색(search for)하고 전송하며(transmit documents), 웹 브라우저를 통해 사용자가 이러한 정보를 쉽게 접근할 수 있도록(allowing users to easily access this information through web browsers) 한다.

따라서 인터넷은 전 세계의 컴퓨터 네트워크를 연결하는 거대한 시스템을 가리키고, WWW는 이 인터넷 상에서 정보를 검색하고 접근하는 데 사용되는 서비스 중 하나이다.

• TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

• TCP (transmission control protocol)

  • 개발 배경: TCP/IP 프로토콜은 초기 1980년대에 ARPANET(first deployed on ARPANET), 즉 인터넷의 전신에 처음으로 배치되었다. 그 이후로 TCP/IP는 서로 다른 제조업체의 장치와 네트워크가 서로 원활하게 통신할 수 있도록 하는 인터넷 통신의 사실상의 표준(the de facto standard for communication on the internet)이 되었습니다.

• TCP/IP는 인터넷을 포함한 거의 모든 네트워크에서 사용되는 기본 프로토콜이다.

• 역할: 송신한 정보가 수신지에 정확하게 순서대로 도착하였는지 확인해주는 기능을 가진 전송계층 프로토콜이다. 오류가 생기면 그 결과를 송신측에 전달하여 송신측은 해당 정보를 다시 전송한다.

• IP (internet protocol)

  • 개념: 간단한 오류 검사 기능만 있는 비신뢰성 프로토콜(오류 검사 결과가 틀릴수도 있다는 뜻)

  • 네트워크 계층 프로토콜

  • 역할: 네트워크에서 데이터를 라우팅하고 전송하는 역할.

  • 구성: IP (Internet Protocol) 주소는 네트워크와 호스트를 식별하는 데 사용됩니다. 이를 위해 IP 주소는 네트워크 식별자와 호스트 식별자로 구성된다.

  • 네트워크 식별자(Network Identifier): 네트워크 식별자는 IP 주소의 일부로, 해당 IP 주소가 속한 네트워크를 식별한다. 네트워크 식별자는 네트워크 관리자 또는 인터넷 서비스 제공업체(ISP)에 의해 할당되며, 특정 네트워크를 나타내는 고유한 식별자로 작동한다. 쉽게 설명하면 아파트 건물의 주소이다. 이것은 모든 아파트가 속한 네트워크를 식별한다. 예를 들어, "123 Main Street"은 아파트 건물의 주소로, 모든 아파트가 이 주소를 공유한다.

  • 호스트 식별자(Host Identifier): 호스트 식별자는 IP 주소의 일부로, 특정 네트워크에 연결된 각 기기를 식별한다. 호스트 식별자는 IP 주소의 나머지 부분을 차지하며, 해당 네트워크에서 개별적으로 식별된다. 해당 네트워크 내에서 고유해야 하며, 동일한 네트워크 내에서 다른 기기와 구별할 수 있어야 한다. 쉽게 설명하면 이 아파트 건물 안에서 개별적으로 식별이 가능한 특정 아파트의 번호이다. 예를 들어, "123 Main Street, Apartment 201"은 아파트 건물 안에서 특정 아파트를 가리킨다.

  • "192.168.1.100"에서 "192.168.1"은 네트워크 식별자이고, "100"은 호스트 식별자이다. 이 주소는 "192.168.1"이라는 네트워크에 속한 호스트 중 하나를 식별한다. 네트워크 식별자와 호스트 식별자는 IP 주소를 통해 데이터를 올바르게 라우팅하고 각 호스트에게 정확힌 전달하는 역할을 한다.

  • IPv4와 IPv6의 비교

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    플러그 앤 플레이란?: 옛날엔 컴퓨터가 실행되고 있을 때 컴퓨터에 새로운 디바이스를 연결시, 재부팅을 해야 했다. 하지만 지금은 실행 중에도 바로 연결& 실행이 가능하다.

• 모바일IP(mobile IP)

  • 인터넷 프로토콜은 단말의 위치가 다른 네트워크로 이동할 경우 재접속을 해야하는 불편함이 존재한다

• 이런 단말의 이동을 자동으로 검출하여 이동 후에도 동일하게 통신할 수 있게 해주는 프로토콜이 필요한데 그게 모바일 IP이다.

• Standard communication protocol used in mobile computing environments to allow mobile devices to maintain connectivity as they move between different networks or locations.

• 구성요소: 모바일노드(MN: Mobile Node), 홈 에이전트(HA: Home Agent), 외부 에이전트(FA: Foreign Agent)로 구분된다.

  • 1) 모바일노드(MN: Mobile Node): 모바일 IP 사용자, 두개의 IP주소가 필요하다. 홈 네트워크에서 고정IP로 할당받은 홈 어드레스와 외부 에이전트로부터 획득한 CoA (Care of Address)

  • 2) 홈 에이전트(HA: Home Agent): 모바일 노드가 원래 속하였던 홈 네트워크에서 모바일 노드의 위치 정보와 라우팅을 책임지는 장비

  • 3) 외부 에이전트(FA: Foreign Agent): 모바일노드가 외부 네트워크로 이동시 새로운 네트워크에게 속해 있는 외부 에이전트에게 CoA를 신청하여 획득한다. 이 CoA를 홈 에이전트에게 등록하면 통신이 가능하다. 모바일노드와 홈 에이전트가 협력하여 모바일 노드의 지속적인 네트워크 사용을 보장하는 역할을 수행한다.

• 용도: 외부 네트워크로 이동하거나 핸드오프 하는경우, 개인의 단말을 이용하여 이동 중에도 디지털 방송 등 멀티미디어 서비스 및 사용자 중심의 서비스가 가능, 재택 근무 및 사이버 오피스 환경 구축, 전자투표, 원격 교육 등

• 용어 설명

  • 프로토콜(protocol)이란? 컴퓨터 간의 통신에서 시스템의 차이에 의해 연결이 되지 않는 문제가 발생한다. 시스템 간에도 통신이 가능하게 하기 위해 만든(how data is exchanged between devices or systems in a network) 일련의 표준, 협약을 프로토콜이라고 한다. 언어의 차이를 극복(ensure that devices can understand and interpret the data exchanged accurately)하기 위하여 국제 공용어(a common language)가 필요하듯이, 네트워크에도 프로토콜이 필요하다.

  • Examples of protocols commonly used in computer communication include TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), HTTP (Hypertext Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), and many others. Each protocol serves a specific purpose and operates according to its own set of rules and standards. protocols are particularly important in web communication due to language differences and the need for interoperability between different systems and devices. The World Wide Web is a global platform where information is shared and accessed by people from diverse linguistic and cultural backgrounds. As a result, the need for a common set of rules and standards for communication is essential to ensure seamless interaction and understanding between users and systems worldwide.

  • 라우팅(routing)이란? IP 프로토콜의 가장 중요한 역할은 정보를 전달하기 위한 경로를 선택하는 것이다. 라우팅이란 네트워크에서 패킷이 전달될 때 지나쳐야할 경로를 선택해주는 것