P2P

P2P, 어렵지 않아요 컴퓨터끼리 직접 주고받는 방식 이해하기

1. P2P가 대체 뭐예요?

P2P는 '피어 투 피어(Peer-to-Peer)'를 줄인 말이에요. 우리말로는 '동등 계층간 통신망'이라고도 해요. 여기서 '피어'는 네트워크에 참여하는 컴퓨터 하나하나(노드)를 가리켜요. P2P에서는 이 컴퓨터들이 '자료를 나눠 주는 쪽(서버)'과 '자료를 받아 가는 쪽(클라이언트)'으로 딱 나뉘지 않고, 다 같은 위치에서 서로 직접 통신해요. 보통의 방식(클라이언트-서버 구조)에서는 모든 요청이 가운데 있는 중앙 서버를 꼭 거쳐야 하지만, P2P에서는 참여자들이 중간에 낀 사람 없이 자기들끼리 바로 데이터를 주고받아요. 그래서 각 컴퓨터는 자료를 내주는 역할과 받아 쓰는 역할을 동시에 해요.

P2P는 힘센 서버 몇 대에 일을 몰아주기보다, 참여하는 컴퓨터들의 연산 능력과 통신 용량(대역폭)을 조금씩 빌려서 네트워크를 만들어요. 딱 정해진 중심이 없다 보니, 컴퓨터 몇 대가 꺼져도 네트워크 전체는 계속 돌아가요. 게다가 참여자가 늘어날수록 쓸 수 있는 자원도 같이 늘어나서 규모를 키우기(확장성)에 유리해요. 다만 전체를 관리하는 주인이 없어서, 오가는 데이터가 믿을 만한지 확인하거나 보안을 지키기가 어렵다는 숙제도 있어요. 초기에는 음악·영상·데이터 같은 디지털 파일을 나누는 데 많이 쓰였고, 인터넷 전화(VoIP)처럼 실시간으로 데이터를 주고받는 데에도 활용돼요.

이렇게 보면 쉬워요 · 중앙 창고에서 물건을 받아 오는 게 아니라, 이웃들끼리 서로 물건을 직접 나눠 쓰는 동네예요.

2. 보통의 인터넷 방식과 뭐가 달라요?

P2P를 제대로 이해하려면, 그 반대편에 있는 '클라이언트-서버 방식'을 같이 봐야 해요. 이 방식에서는 항상 켜져 있는 중앙 서버가 자료와 서비스를 보관하고 나눠 줘요. 그리고 이용자의 기기(클라이언트)는 그 서버에 '이거 주세요' 하고 요청을 보내 답을 받아요. 누가 주는 쪽이고 누가 받는 쪽인지 역할이 고정되어 있고, 모든 통신은 반드시 중앙을 한 번 거쳐요.

반면 순수한 P2P 네트워크에는 이런 '주는 쪽/받는 쪽'의 구분 자체가 없어요. 대등한 컴퓨터들이 상황에 따라 받는 쪽도 됐다가 주는 쪽도 됐다가 하면서 서로에게 자료를 오가게 해요. 자주 드는 반대 예시가 FTP 서버예요. FTP에서는 누군가 파일을 올려 두면 다른 사람이 나중에 내려받는데, 올린 사람과 받는 사람이 같은 시간에 접속해 있을 필요가 없어요. 하지만 P2P에서는 자료를 가진 컴퓨터와 그 자료가 필요한 컴퓨터가 직접 연결되어 바로 주고받는다는 점이 달라요.

이렇게 보면 쉬워요 · 클라이언트-서버는 도서관에서 책을 빌리는 것, P2P는 책 가진 친구를 직접 찾아가 건네받는 것이에요.

3. P2P는 언제, 어떻게 생겼어요?

P2P는 인터넷에서 음악·영상 같은 멀티미디어 파일을 나누는 용도로 크게 유명해졌지만, 뿌리는 인터넷이 막 생기던 초창기까지 거슬러 올라가요. 1969년부터 만들어지기 시작한 RFC(Request for Comments, 인터넷 규칙을 정해 놓은 문서)의 초기 버전에 이미 P2P 성격의 요소가 핵심 기술로 들어가 있었어요.

개인용 컴퓨터끼리 직접 연결하는 걸 대중에게 널리 알린 건 1996년에 나온 ICQ였어요. 뒤이어 냅스터가 음악 파일 공유를 크게 유행시켰고, 비트토렌트 같은 프로토콜(통신 규칙)이 큰 용량의 파일까지 나를 수 있게 넓혔어요. 이후 P2P는 단순한 파일 전송을 넘어, 여러 컴퓨터의 자원을 하나로 묶어 쓰는 '그리드 컴퓨팅' 형태로 발전했어요. 국내에서는 겉보기엔 웹하드 같지만 실제로는 이용자들의 저장장치로 파일이 직접 오가면서 각 컴퓨터에 부담을 주는 그리드 컴퓨팅 방식 서비스가 나왔는데, 피디박스·화일아이·아이팝 같은 것들이 그 예예요. P2P의 이전 세대는 '메타컴퓨팅' 또는 '미들웨어'라고 불리기도 했고, Legion·Globus·Condor 같은 프로젝트가 여기에 속해요.

이렇게 보면 쉬워요 · 처음엔 파일을 나르는 심부름꾼이었다가, 나중엔 여러 컴퓨터가 힘을 합쳐 큰 일을 하는 일꾼 무리로 자란 셈이에요.

4. 흩어진 컴퓨터를 어떻게 찾아 연결해요?

P2P는 인터넷 여기저기에 흩어져 있는 온갖 자원 — 저장 공간, CPU 연산력, 콘텐츠, 나아가 그 컴퓨터를 쓰는 사람까지 — 를 끌어모아 쓰려는 시도예요. 그런데 문제가 있어요. 이런 컴퓨터들은 고정된 인터넷 주소(IP 주소)를 갖고 있지 않고, 켰다 껐다를 반복하는 '불안정한' 상태로 여기저기 흩어져 있다는 점이에요.

그래서 P2P 컴퓨터들은 힘센 중앙 서버가 관리하는 기존 주소 안내 체계(DNS, 사람이 읽는 주소를 컴퓨터 주소로 바꿔 주는 시스템) '바깥에서' 움직여야 하는 경우가 많아요. ICQ는 이 DNS를 거치지 않고 자기만의 주소록을 따로 만들어, 컴퓨터 주소를 실시간으로 계속 갱신하는 방법을 처음 도입했어요. Groove·냅스터 등이 이 방식을 따랐고요. 그누텔라나 프리넷은 DNS는 거치지 않되 숫자로 된 IP 주소를 그대로 활용했고, SETI@Home처럼 각 컴퓨터가 정해진 주소로 '나 언제 접속할게요' 하고 알리는 방식도 있었어요. 참고로 IP 주소 체계가 자리 잡은 1984년 이후 16년 동안 만들어진 도메인 이름이 약 2,300만 개였는데, 냅스터는 단 16개월 만에 그만큼의 비(非)DNS 주소를 만들어 냈다고 전해져요. 그만큼 P2P가 주소 공간을 폭발적으로 넓혔다는 이야기예요.

이렇게 보면 쉬워요 · 집 주소가 자꾸 바뀌는 사람들끼리, 공식 우편번호 체계 대신 자기들끼리 실시간으로 위치를 알려 주는 연락망을 만든 거예요.

5. 모든 P2P가 완전히 중앙 없이 돌아가나요?

그렇지는 않아요. 모든 P2P가 중앙 없이 완전히 흩어져 있는 건 아니고, 구조에 따라 크게 두 갈래로 나뉘어요.

첫째는 '순수 P2P'예요. 따로 중앙 서버를 두지 않고, 컴퓨터들이 모든 기능을 서로 직접 처리해요. 그누텔라, 프리넷 계열이 여기에 가까워요.

둘째는 '하이브리드 P2P'예요. 검색이나 '지금 누가 접속해 있는지 목록 알려 주기' 같은 일부 기능만 중앙 서버(디렉터리 서버)에 맡기고, 실제 데이터를 주고받는 건 컴퓨터끼리 직접 해요. 냅스터, 오픈냅, IRC의 검색 기능 등이 이 방식이에요.

블록체인 네트워크에서 컴퓨터들이 서로의 존재를 알아내고 거래 소식을 퍼뜨릴 때 쓰는 가십 프로토콜도, 가운데서 지휘하는 조정자 없이 옆에 있는 이웃 컴퓨터에게 정보를 전달한다는 점에서 P2P 성격을 잘 보여 줘요.

이렇게 보면 쉬워요 · 순수 P2P는 안내데스크 없는 벼룩시장, 하이브리드는 '누가 뭘 파는지 알려 주는 안내판'만 하나 두고 거래는 각자 하는 시장이에요.

6. P2P로 뭘 할 수 있어요?

P2P가 가장 먼저 널리 알려진 분야는 파일 공유예요. 비트토렌트는 파일 하나를 여러 조각으로 잘라, 여러 컴퓨터에서 동시에 조금씩 내려받는 방식이에요. 게다가 받은 사람이 다시 그 조각을 다른 사람에게 나눠 줘요. 이렇게 하면 큰 파일을 뿌리는 부담이 특정 한 곳에 몰리지 않고 참여자 전체에 나뉘어요. 익명 통신망인 토르도 여러 컴퓨터를 거쳐 통신을 이어 준다는 점에서 P2P 성격을 활용해요.

블록체인 시대에 들어와서는 P2P 방식으로 파일을 나눠 저장하고 공유하는 IPFS(파일 내용 자체를 주소로 삼아 찾는 방식)와, 그 위에 '자료를 나눠 주면 보상을 준다'는 경제적 유인을 얹은 파일코인 같은 프로젝트가 P2P 저장·배포 개념을 이어받았어요. 그리고 VoIP처럼 실시간 음성·영상 데이터를 주고받는 데에도 P2P 기술이 쓰여요.

이렇게 보면 쉬워요 · 큰 책 한 권을 여러 사람이 한 챕터씩 나눠 복사한 뒤 서로 돌려 주면, 한 사람이 통째로 복사하는 것보다 훨씬 빠른 것과 같아요.

7. 블록체인은 왜 P2P를 쓰나요?

블록체인은 P2P 네트워크를 바탕으로 삼는 대표적인 기술이에요. 사토시 나카모토가 2008년 발표한 비트코인 백서(핵심 설명 문서)의 원래 제목이 'Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System(비트코인: 개인 대 개인 전자화폐 시스템)'이에요. 제목에서 알 수 있듯, 비트코인은 은행 같은 중앙 기관 없이 사용자들이 직접 가치를 주고받는 걸 목표로 만들어졌어요.

블록체인에서는 모든 컴퓨터가 똑같은 거래 장부(분산원장)의 사본을 하나씩 나눠 가져요. 그리고 새 거래와 새 블록(거래 묶음)을 P2P 방식으로 서로에게 퍼뜨려요(브로드캐스트). 이렇게 퍼진 거래는 각 컴퓨터의 멤풀(처리 대기실)에서 순서를 기다리다 블록에 담겨요. 장부의 완전한 사본을 통째로 보관하는 풀 노드들은 규칙을 어긴 거래를 걸러 내는 역할을 해요. 이렇게 흩어진 컴퓨터들이 합의 알고리즘(여러 컴퓨터가 무엇이 맞는지 서로 맞춰 보는 방법)에 따라 같은 장부를 유지하기 때문에, 중앙 서버가 없어도 함부로 위조하거나 바꾸기 어렵고 특정 누군가가 네트워크를 마음대로 주무를 수 없어요. 일부 프로젝트는 블록 대신 그물망처럼 얽힌 탱글 같은 조금 다른 형태의 분산 구조를 쓰기도 해요.

이렇게 보면 쉬워요 · 은행 하나가 장부를 쥐고 있는 게 아니라, 수많은 사람이 똑같은 장부를 한 권씩 갖고 계속 맞춰 보니 몰래 고치기가 어려운 거예요.

8. 암호화폐 거래에도 P2P가 있어요?

네, 암호화폐를 사고파는 방식에서도 P2P 개념이 드러나요. 중앙화 거래소(CEX)는 회사가 운영하는 중앙 서버가 주문을 대신 체결해 주고 자산도 대신 보관해요. 반면 탈중앙화 거래소(DEX)는 스마트 컨트랙트(조건이 맞으면 자동으로 실행되는 프로그램)를 통해 사용자들이 중간 중개자 없이 서로 직접 자산을 바꾸게 해요. 그래서 DEX가 P2P 정신에 더 가까워요.

또 '개인 간 거래'를 뜻하는 'P2P 거래'라는 표현도 널리 쓰여요. 이건 거래소를 거치지 않고, 사는 사람과 파는 사람이 직접 가격과 결제 조건을 정해서 암호화폐를 사고파는 방식이에요. 일부 거래 플랫폼은 이런 개인 간 만남을 이어 주는 'P2P 마켓'을 따로 두기도 해요.

이렇게 보면 쉬워요 · 중고 거래를 매장 직원을 통해 하느냐, 사는 사람과 파는 사람이 직접 만나 값을 정하느냐의 차이와 비슷해요.

9. 좋은 점과 어려운 점은 뭐예요?

재미있게도 P2P의 강점과 약점은 '중앙이 없다'는 하나의 특징에서 함께 나와요.

좋은 점부터 볼게요. 딱 정해진 중심이 없어서 컴퓨터 몇 대가 멈춰도 네트워크 전체는 계속 돌아가요. 참여자가 늘수록 저장 공간이나 통신 용량 같은 자원도 같이 늘어나 규모를 키우기 좋아요. 특정 서버 한 곳에 부담과 비용이 몰리지 않고 참여자들에게 골고루 나뉘어요. 또 힘센 중앙 통제자가 없다 보니 검열이나 마음대로 막는 행위에도 상대적으로 강해요.

반대로 어려운 점도 있어요. 관리하고 검증하는 주인이 없어서 데이터가 믿을 만한지 확인하고 보안을 지키기가 어려워요. 나쁜 마음을 먹은 컴퓨터나 불법 콘텐츠가 퍼지는 걸 걸러 내기도 까다로워요. 그리고 참여하는 컴퓨터마다 성능이나 접속 상태가 제각각이라, 서비스 품질이 고르지 않을 수 있어요.

이렇게 보면 쉬워요 · 반장이 없는 조별 활동 같아요. 한 명이 빠져도 굴러가고 자유롭지만, 대신 아무도 전체를 챙기지 않아 엉성해질 위험도 있어요.

10. P2P와 이어지는 개념들

P2P는 여러 컴퓨터의 자원을 하나로 묶어 한 가지 목적에 쓴다는 점에서, 그리드 컴퓨팅이나 컴퓨터 클러스터(여러 컴퓨터를 묶어 한 덩어리처럼 쓰는 것)와 문제의식을 나눠 가져요. 반대편에 놓고 비교하는 개념으로는 앞에서 본 클라이언트-서버 모델이 있고요.

블록체인 생태계 안에서 P2P는 거의 모든 부품의 밑바탕이 돼요. 컴퓨터끼리 거래를 퍼뜨릴 때 쓰는 가십 프로토콜, 여러 컴퓨터가 같은 상태를 유지하게 하는 합의 알고리즘, 장부를 나눠 갖는 분산원장, 그 위에서 돌아가는 탈중앙화 금융과 디앱, 결제 통로를 컴퓨터끼리 직접 여는 라이트닝 네트워크 등이 모두 P2P라는 토대 위에 서 있어요. 그래서 P2P는 이 백과의 여러 문서가 공통으로 참조하는 '허브(중심 연결점)' 개념 역할을 해요.