이번 포스팅은 cs 네트워크에 대해 공부해보려고 한다.
웹개발의 기본인 네트워크를 모른다는건 너무나도 큰 구멍이다.

🧑‍🏫 TCP/IP 4계층 모델

인터넷에서 데이터가 흐르는 방식
우리가 웹사이트에 접속하거나 API를 호출할 때, 실제로는 여러 계층을 거쳐 데이터를 포장하고 전달함.

이 구조를 TCP/IP 4계층 모델이라고 한다.
(※ OSI 7계층보다 현실적으로 쓰이는 구조)

TCP/IP

번호	계층	대표 프로토콜/기술	핵심 역할
1	링크(네트워크 인터페이스)	Ethernet, Wi-Fi, MAC 주소, ARP	동일 네트워크 내 프레임 전송
2	인터넷	IP(v4/v6), ICMP	목적지까지 패킷 라우팅
3	전송	TCP, UDP	종단 간 전송, 세그먼트화, 흐름/혼잡/순서(TCP)
4	응용	HTTP/1.1, HTTP/2, HTTP/3, DNS, FTP	애플리케이션 간 데이터 교환

1계층: 응용 계층 (Application Layer)

• 사용자가 가장 많이 접하는 계층
• 웹 브라우저, 메일 클라이언트 등에서 사용하는 HTTP, FTP, DNS 등 포함

💡 예) 우리가 브라우저에서 주소를 입력 → HTTP 요청 생성

2계층: 전송 계층 (Transport Layer)

• 데이터를 어떻게 나눌지, 어떻게 전달할지 결정
• TCP: 연결 기반, 신뢰성 보장 (패킷 재전송, 순서 보장)
• UDP: 연결 없이 빠르게 전송 (속도 우선, 실시간 스트리밍 등)

💡 예) HTTP 요청을 TCP가 작은 조각(Packet) 으로 나눔

3계층: 인터넷 계층 (Internet Layer)

• IP 주소 기반으로 목적지까지 라우팅하는 계층
• 핵심 프로토콜: IP (IPv4, IPv6)

💡 예) 이 패킷을 어느 컴퓨터로 보낼지 결정

4계층: 네트워크 인터페이스 계층 (Link Layer)

• 실제 물리적 네트워크 (LAN, WiFi 등)를 통해 데이터를 전송
• MAC 주소, Ethernet 프레임 사용

💡 예) 패킷을 물리적으로 LAN 케이블을 통해 전송

데이터 흐름 예시

순방향 (request)*
브라우저 → HTTP 요청 생성 → TCP가 분할하고 포장 → IP가 목적지 주소 붙임 → Ethernet이 실제 전송
역방향 (response)
Ethernet → IP 확인 → TCP 조립 → HTTP 응답 처리 → 브라우저에 표시

웹개발자 관점으로 본 데이터 흐름 예시

통신 종류	순방향	역방향
HTTP 통신	요청 (Request)	응답 (Response)
SSE (Server-Sent Events)	요청 시작	서버가 데이터 계속 푸시
WebSocket	연결 요청	이후에는 양방향
REST API 호출	클라이언트 호출	서버 응답
Ajax 요청	클라이언트 이벤트 발생	서버 데이터 반환

🧑‍🏫 HTTP & HTTPS: 웹 요청과 보안의 원리

HTTP란?

HyperText Transfer Protocol 웹에서 데이터를 주고받기 위한 텍스트 기반의 통신 규약

• 요청(request)과 응답(response) 구조
• Stateless: 이전 요청의 상태를 기억하지 않음
• 기본 포트 80번 사용
• TCP 위에서 동작함 (신뢰성 보장)

HTTP 메세지 구조

🛫 요청 (Request)

GET /posts HTTP/1.1
Host: example.com
User-Agent: Chrome/...

(빈 줄)

🛬 응답 (Response)

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
Content-Length: 123

{ "message": "hello" }

코드	의미	설명
200	OK	성공
301	Moved Permanently	영구 리다이렉트
400	Bad Request	잘못된 요청
401	Unauthorized	인증 필요
403	Forbidden	접근 거부
404	Not Found	존재하지 않음
500	Internal Server Error	서버 내부 에러

HTTPS란?

HTTP + SSL/TLS 암호화 계층 추가 → HTTP 통신을 암호화해서 안전하게 만든 것

기본 HTTP는 모든 내용이 평문(Plain text) → 네트워크 중간에 내용 탈취, 위조 가능

HTTPS의 동작원리

1️⃣ 브라우저가 서버에 접속 (예: https://example.com)
2️⃣ 서버가 SSL 인증서 전달
3️⃣ 브라우저는 인증서의 공개키(Public Key) 로 데이터를 암호화
4️⃣ 서버는 자신의 비공개키(Private Key) 로 복호화
5️⃣ 이후 안전한 연결 위에서 HTTP 요청/응답 수행

핵심 암호화 기술

• 대칭키 암호화: 같은 키로 암호화/복호화 (빠름, 안전)
• 비대칭키 암호화: 공개키/개인키 쌍으로 암호화/복호화 (처음에만 사용)
• HTTPS는 두 방식을 혼합하여 사용함

🧑‍🏫 DNS와 로드밸런싱: 이름을 주소로, 서버를 나누는 기술

✏️ DNS

Domain Name System (DNS)
= 사람이 읽을 수 있는 도메인 주소 (google.com)를
= 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP 주소로 바꿔주는 시스템

👉 컴퓨터는 IP 주소로 통신 (예: 142.250.206.46)
인간은 도메인을 외우기 쉽기 때문에 www.google.com 사용
→ 그래서 도메인을 IP로 바꿔주는 DNS 변환이 필요

DNS 작동 순서

1️⃣ 브라우저가 naver.com 접속 요청
2️⃣ 운영체제는 DNS 캐시 확인
3️⃣ 없으면 지정된 DNS 서버 (ex. 8.8.8.8) 에 질의
4️⃣ DNS 서버가 naver.com → 125.209.222.141 같은 IP 주소 반환
5️⃣ 이 IP로 TCP 연결 시작

🔀 로드밸런싱

여러 서버로 요청을 분산시켜서 성능과 안정성을 확보하는 기술

• 사용자가 많아질수록 서버 하나로는 감당이 어려움
• 하나의 서버가 죽어도 다른 서버로 대체할 수 있어야 함

방식	설명	특징
라운드로빈	서버를 순서대로 골고루 분배	단순하고 균형잡힘
Least Connections	현재 연결 수가 가장 적은 서버에 분배	부하 적은 서버 우선
IP 해싱	클라이언트 IP에 따라 고정된 서버로 연결	세션 유지 유리
헬스체크	서버 상태를 감시하고, 죽은 서버는 제외	가용성 보장

DNS + 로드밸런서 실전 흐름 요약

브라우저 주소창 입력 → DNS → IP 주소 획득
→ IP가 가리키는 로드밸런서에 연결
→ 로드밸런서가 상태 확인 후 적절한 서버에 요청 전달
→ 서버가 응답 → 브라우저에 표시

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✅ 용어정리

용어	설명
TCP	(전송 계층) 연결 기반, 신뢰성 있는 데이터 전송
UDP	(전송 계층) 연결 없음, 빠른 전송, 순서 보장 없음
IP	(인터넷 계층) 목적지 주소 지정 및 라우팅
MAC 주소	(네트워크 계층) 물리 장치의 고유 주소 (로컬 네트워크 식별)
Ethernet	(네트워크 계층) 실제 물리적 데이터 전송 방식
HTTP	웹에서 데이터를 주고받는 규약 (텍스트 기반)
HTTPS	HTTP에 암호화를 추가한 안전한 통신 방식
SSL/TLS	HTTPS 암호화 프로토콜
인증서	서버가 진짜임을 증명하는 공개키 기반 문서
공개키/개인키	비대칭 암호화에서 사용하는 키 쌍
상태코드	요청 처리 결과를 숫자로 나타낸 응답 정보
DNS	도메인 → IP 주소로 바꾸는 시스템
DNS 캐시	최근 사용한 도메인-IP 정보를 임시 저장
로드밸런서	여러 서버로 트래픽을 나눠주는 장치
라운드로빈	서버를 순서대로 번갈아 가며 요청 분산
헬스체크	서버의 상태를 주기적으로 확인하는 기능