IP는 지정한 IP 주소(IP Address)에 패킷(Packet = pack + bucket)이라는 통신 단위로 데이터 전달
IP 패킷은 전송 데이터를 무사히 전송하기 위해 출발지 IP, 목적지 IP와 같은 정보가 포함되어 있음
패킷 단위로 전송을 하면 노드들은 목적지 IP에 도달하기 위해 서로 데이터를 전달함으로써 복잡한 인터넷 망 사이에서도 정확한 목적지로 패킷을 전송 가능
서버 역시 IP 패킷을 이용해 클라이언트에 응답을 전달함
HTTP 메시지가 생성되면 Socket 라이브러리를 통해 전달됨 (프로그램이 네트워크에서 데이터를 송수신할 수 있도록, “네트워크 환경에 연결할 수 있게 만들어진 연결부“가 바로 네트워크 소켓(Socket))
=> IP 패킷을 생성하기 전 TCP 세그먼트를 생성
=> 생성된 TCP/IP 패킷은 LAN 카드와 같은 물리적 계층을 지나기 위해 이더넷 프레임 워크에 포함되어 서버로 전송됨
TCP 세그먼트에는 IP 패킷의 출발지 IP와 목적지 IP 정보를 보완할 수 있는 출발지 PORT, 목적지 PORT, 전송 제어, 순서, 검증 정보 등을 포함함
TCP는 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위하여 3 way handshake를 사용하는 연결지향형 프로토콜
클라이언트는 서버에 접속을 요청하는 SYN(Syncronize) 패킷을 보냄
=> 서버는 SYN요청을 받고 클라이언트에게 요청을 수락한다는 ACK(Acknowledgment의) 와 SYN가 설정된 패킷을 발송하고 클라이언트가 다시 ACK으로 응답하기를 기다림
=> 클라이언트가 서버에게 ACK을 보내면 이 이후로부터 연결이 성립되며 데이터를 전송할 수 있음
현재에는 최적화가 이루어져 마지막 ACK을 보낼때 데이터를 함께 보내기도 함
TCP는 데이터 전송이 성공적으로 이루어진다면 이에 대한 응답을 돌려주기 때문에 IP 패킷의 한계인 비연결성을 보완
만약 패킷이 순서대로 도착하지 않는다면 TCP 세그먼트에 있는 정보를 토대로 다시 패킷 전송을 요청함으로써 IP 패킷의 한계인 비신뢰성(순서를 보장하지 않음)을 보완
신뢰성보다 연속성이 중요한 서비스(e.g. 실시간 스트리밍)에 자주 사용
UDP는 IP 프로토콜에 PORT, 체크섬(중복 검사의 한 형태로, 오류 정정을 통해, 공간(전자 통신)이나 시간(기억 장치) 속에서 송신된 자료의 무결성을 보호하는 단순한 방법) 필드 정보만 추가된 단순한 프로토콜
HTTP3는 UDP를 사용하며 이미 여러 기능이 구현된 TCP보다는 하얀 도화지처럼 커스터마이징이 가능하다는 장점
TCP | UDP |
---|---|
연결지향형 프로토콜 | 비연결 지향형 프로토콜 |
전송 순서 보장 | 전송 순서 보장X |
데이터 수신 여부 확인함 | 데이터 수신 여부 확인X |
신뢰성 높지만 속도 느림 | 신뢰성 낮지만 속도 빠름 |
HTTP/1.1, HTTP/2는 TCP 기반이며 HTTP/3는 UDP 기반 프로토콜
클라이언트가 서버에 요청을 보내면 서버는 그에 대한 응답을 보내는 클라이언트 서버 구조로 이루어짐
HTTP에서는 서버가 클라이언트의 상태를 보존하지 않는 무상태 프로토콜
장점: 서버 확장성 높음 (스케일 아웃) - 무한한 서버 증설 가능(수평 확장 유리)
단점: 클라이언트가 추가 데이터 전송
무상태성 한계
로그인이 필요없는 단순한 서비스 소개 화면같은 경우엔 무상태로 설계할 수 있지만 로그인이 필요한 서비스라면 유저의 상태를 유지해야 되기 때문에 브라우저 쿠키, 서버 세션, 토큰등을 이용해 상태를 유지
비 연결성을 가지는 HTTP에서는 실제로 요청을 주고 받을 때만 연결을 유지하고 응답을 주고나면 TCP/IP 연결을 끊음으로써 최소한의 자원으로 서버 유지를 가능하게 한다.
HTTP 1.0 기준으로, HTTP는 연결을 유지하지 않는 모델
트래픽이 많지 않고, 빠른 응답을 제공할 수 있는 경우, 비연결성의 특징은 효율적으로 작동함
하지만 트래픽이 많고, 큰 규모의 서비스를 운영할 때에는 비연결성은 한계가 있음
=> 해당 자원들을 각각 보낼때마다 연결끊고 다시 연결하고를 반복하는 것은 비효율적이기 때문에 지금은 HTTP 지속 연결(Persistent Connections)로 문제를 해결함
HTTP 지속 연결에서는 연결이 이루어지고 난 뒤 각각의 자원들을 요청하고 모든 자원에 대한 응답이 돌아온 후에 연결을 종료함
HTTP 메시지는 헤더와 바디로 구분
HTTP 바디에서는 데이터 메시지 본문(Message body)을 통해서 표현(Representation) 데이터를 전달
표현은 요청이나 응답에서 전달할 실제 데이터를 뜻하며 표현 헤더는 표현 데이터를 해석할 수 있는 정보(데이터 유형(html, json), 데이터 길이, 압축 정보 등)를 제공
HTTP 헤더 형식: <field-name> (대소문자 구분 없음): <field-value>
HTTP 헤더 용도: HTTP 전송에 필요한 모든 부가정보
표현 데이터의 형식, 압축 방식, 자연 언어, 길이등을 설명하는 헤더
표현 헤더는 요청, 응답 둘 다 사용
미디어 타입, 문자 인코딩(e.g. Text/html; charset=utf-8, application/json, Image/png 등)
데이터를 전달하는 곳에서 압축 후 인코딩 헤더 추가 => 데이터를 읽는 쪽에서 인코딩 헤더의 정보로 압축 해제
(e.g. gzip, deflate, identity 등)
(e.g. ko, en, en-US 등)
Transfer-Encoding(전송 코딩)을 사용하면 Content-Length를 사용하면 안됨
Transfer-Encoding을 사용하는 경우 chunked의 방식으로 사용
chunked 방식의 인코딩은 많은 양의 데이터를 분할하여 보내기 때문에 전체 데이터의 크기를 알 수 없기 때문에 표현 데이터의 길이를 명시해야하는 Content-Length
헤더와 함께 사용할 수 없음
Access-Control-Allow-Origin
와 관련Location
헤더가 있으면, Location
위치로 리다이렉트(자동 이동)Location
값은 요청에 의해 생성된 리소스 URILocation
값은 요청을 자동으로 리디렉션하기 위한 대상 리소스를 가리킴협상 헤더는 요청시에만 사용
클라이언트가 선호하는 표현 요청
Accept
: 클라이언트가 선호하는 미디어 타입 전달Accept-Charset
: 클라이언트가 선호하는 문자 인코딩Accept-Encoding
: 클라이언트가 선호하는 압축 인코딩Accept-Language
: 클라이언트가 선호하는 자연 언어한국어 브라우저에서 특정 웹사이트에 접속했을 때 콘텐츠 협상(Accept-Language)이 적용되지 않았다면 서버는 요청으로 받은 우선순위가 없으므로 기본 언어로 설정된 영어로 응답함
1부터 0까지 우선순위를 부여하면 이를 토대로 서버는 응답을 지원
Quality Values(q) 값을 사용
생략하는 경우 1
캐시는 캐시의 접근 시간에 비해 원래 데이터를 접근하는 시간이 오래 걸리는 경우나 값을 다시 계산하는 시간을 절약하고 싶은 경우에 사용
캐시에 데이터를 미리 복사해 놓으면 계산이나 접근 시간 없이 더 빠른 속도로 데이터에 접근 가능
브라우저에 캐시를 저장할 땐 헤더에 cache-control
속성을 통해 캐시가 유효한 시간을 지정 가능
다시 서버에 캐시 헤더를 담아 요청을 하고 음답을 받으며 다시 네트워크 다운로드가 발생하게 됨
응답 결과를 브라우저가 렌더링하면 브라우저 캐시는 기존 캐시를 지우고 새 캐시로 데이터를 업데이트함
=> 이 과정에서 캐시 유효 시간이 다시 초기화됨
검증 헤더 Last Modified
를 이용해 캐시의 수정시간을 알 수 있음
Last Modified
는 데이터가 마지막으로 수정된 시간정보를 헤더에 포함함
이로 인해 응답 결과를 캐시에 저장할 때 데이터 최종 수정일도 저장됨
캐시 유효시간이 초과되더라도 If-Modified-Since
헤더를 사용해 조건부 요청 가능
서버의 해당 자료의 최종 수정일과 비교해서 데이터가 수정이 안되었을 경우 응답 메세지에 이를 담아서 알려줌
이때 HTTP Body는 응답 데이터에 없으며 상태코드는 304 Not Modified로 변경된 것이 없다는 뜻
클라이언트에서는 해당 응답을 받은 뒤 캐시를 갱신해주고 다시 일정 시간동안 유효하게 됨
서버에서 완전히 캐시를 컨트롤하고 싶은 경우 ETag(Entity Tag)를 사용
캐시용 데이터에 임의의 고유한 버전 이름을 달아둠
데이터가 변경되면 이 이름을 바꾸어서 변경함 (Hash를 다시 생성)
단순하게 ETag만 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받는 방식
캐시시간이 초과되서 다시 요청을 해야하는 경우라면 이때 ETag값을 검증하는 If-None-Match
를 요청 헤더에 작성해서 보낸다.
서버에서 데이터가 변경되지 않았을 경우 ETag는 동일하기에 그래서 If-None-Match
는 거짓이 됨
이 경우 서버에서는 304 Not Modified를 응답하며 이때 역시 HTTP Body는 없음
브라우저 캐시에서는 응답 결과를 재사용하고 헤더 데이터를 갱신함
Cache-Control
: max-ageCache-Control
: no-cacheCache-Control
: no-store
데이터에 민감한 정보가 있으므로 저장하면 안됨 (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)
검증 헤더
ETag
/ Last-Modified
If-Match
, If-None-Match
: ETag 값 사용If-Modified-Since
, If-UnModified-Since
: Last-Modified 값 사용클라이언트와 서버 사이에 대리로 통신을 수행하는 것을 가리켜 ‘프록시(Proxy)
’, 그 중계 기능을 하는 서버를 프록시 서버
클라이언트, 혹은 반대로는 서버가 다른 네트워크에 간접적으로 접속 할 수 있기 때문에, 보안, 캐싱을 통한 성능, 트래픽 분산 등의 장점을 가짐
원 서버 직접 접근할 때 클라이언트와 원 서버 사이에 위치한 프록시 캐시 서버를 도입
클라이언트에서 사용하고 저장하는 캐시를 private
캐시라 하며 프록시 캐시 서버의 캐시를 public
캐시
Cache-Control
: publicCache-Control
: privateCache-Control
: s-maxageAge
: 60 (HTTP 헤더)Cache-Control
: no-cacheCache-Control
: no-storeCache-Control
: must-revalidatePragma
: no-cache확실한 캐쉬 무효화 응답을 하고 싶다면 위에 있는 캐시 지시어를 모두 적용해야함
캐시 서버 요청을 하면 프록시 캐시 서버에 도착하면 no-cache
인 경우 원 서버에 요청을 하게 되고 원 서버에서 검증 후 304 응답을 하게 됨
만약 프록시 캐시 서버와 원 서버간 네트워크 연결이 단절되어 접근이 불가능 하다면, no-cache
에서는 응답으로 오류가 아닌 오래된 데이터라도 보여주자라는 개념으로 200 OK으로 응답을 함
하지만 must-revalidate라면 원 서버에 접근이 불가할 때 504 Gateway Timeout 오류를 보냄
중요한 정보가 원 서버를 못 받았다고 해서 예전 데이터로 뜬다면 큰 문제가 생기기 때문에 이런 경우 must-revalidate
를 써야 함
콘텐츠를 좀 더 빠르고 효율적으로 제공하기 위해 등장한 서비스
동영상, HTML 파일과 같이 변화가 거의 없는 콘텐츠와 더불어 뉴스 기사등 개인화 되지 않은 대중적인 콘텐츠에 해당
=> CDN의 캐시 센터에 저장하는 것이 적합
위치, IP 주소등 접근할때 마다 내용이 달라지는 콘텐츠나 카드번호, 전화번호등 개인화된 정보 관련 콘텐츠
=> 콘텐츠가 바뀔때 마다 캐시 서버에 바뀐 컨텐츠가 전파되어야 함 => 공통적인 부분을 캐시 서버에 저장
분산 서비스 거부 공격(Distributed Denial of Service attack, DDoS)는 서버의 수용량보다 훨씬 많은 요청을 보내 서버를 사용 불가능하게 만듬
=> 다른 데이터센터에서 콘텐츠를 제공 받음 또한 데이터센터들은 거대한 컴퓨팅 능력을 가지고 있기때문에 DDoS 공격으로 서비스 장애가 발생하기 어려움
로딩 속도가 증가하면 잠재 고객이 감소하기 때문에 수익과 연관되는 사용자 경험을 높이는것이 중요
세계 곳곳에서 여러 서비스 요청이 발생하는 가운데, 모든 요청을 한곳에서 처리하면 매우 높은 성능의 서버와 이를 감당할수 있는 인터넷 회선이 필요하기 때문에 엄청난 비용이 발생한다.
하지만 서버들을 세계 곳곳에 분산시키면 지역에 맞게 서버의 성능과 인터넷의 성능을 낮춘다 해도 무리없이 서비스를 제공 가능
최대한 빠른 응답속도를 목표
=> 따라서 세계 곳곳에 비교적 낮은 성능의 데이터 센터를 구성하고 연결해 두어야 함
해당 방식은 관리해야 하는 데이터센터의 수가 많기 때문에 데이터 센터 유지 비용 또한 높음
따라서 클라우드 제공자는 관리비용을 사용자에게 전가하기 때문에 사용 요금이 매우 높음
연결 수요가 적은 지역에 데이터 센터를 세워야 할 때는 해당 방식이 유리
기존의 Scattered 방식과 다르게 데이터 센터들을 통합하여 운용하는 방식
다수의 고성능 서버로 통합하여 운용하는 방식
비록 응답시간이 증가 하지만 데이터 센터의 수가 줄어듦으로 데이터 센터의 관리 및 유지 비용을 절감 가능
=> 데이터 센터 통합하면 할수록 사용자들의 부담이 줄어듦
연결 수요가 많은 지역에 데이터 센터를 설립해야 한다면 적절한 방식
도메인 주소를 IP주소로 변환해 주는 규칙과 레코드들의 모음
=> 사람이 기억하기 쉬운 도메인 주소를 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP주소로 변환
Domain 형식: sub-domain.root-domain.TLD(Top Level Domain)
TLD(Top Level Domain)
.com, .kr, .net 등 도메인의 가장 오른쪽에 위치하는 도메인
kr, us와 같은 국가코드를 사용하는 도메인은 co, ac와 같은 2단계 도메인과 함께 사용되기도 함
sub-domain
일반적으로 www, m
와 같은 제일 왼쪽에 위치한 도메인 들이 해당됨
호스트 이름으로 불리기도 하는 서브도메인은 웹 사이트의 특정 부분을 나눠서 보여줘야 하는 경우 사용
m(모바일)
, www(기본)
, store(스토어)
등의 도메인에 따라 사이트의 구성이 달라지는 것
하위 도메인을 관리하는 서버(존)
대표적으로 모든 도메인을 관리하는 루트 네임 서버, TLD를 관리하는 네임 서버, 권한 있는 네임 서버로 구성됨
안정성을 위해 최소한 두개 이상의 서버가 하나의 도메인 네임을 담당
=> 여러개의 서버를 구성한다면 하나의 서버로 운영될 경우 생길수 있는 과부하 및 서비스 거부 공격에 대해 효율적으로 대응 가능
루트 도메인 네임 서버는 각 최상위 도메인 네임 서버들의 주소를 알고 있으며 최상위 도메인 네임 서버는 권한 있는 네임 서버의 주소를 알고 있음
권한 있는 네임 서버는 example.com
등의 도메인 IP 주소 및 도메인 정보를 관리하는 권한을 가진 서버
=> 리졸버는 우선 기존에 찾아본 도메인정보가 내용이 담긴 캐시 파일을 살펴봄
=> 해당되는 도메인정보가 있다면 즉시 IP주소를 리턴
=> 해당되는 도메인 정보를 찾을수 없는 경우 2번을 진행
루트, 탑레벨, 권한있는 도메인 서버에 차례대로 쿼리를 진행하며 IP주소를 알아냄
이 때 리졸버는 쿼리수를 줄일 목적으로 기록되지 않은 도메인 네임 서버들의 주소를 저장하기도 함
도메인 네임 서버는 응답을 보내기위해 한개 이상의 존 파일을 가지고 있음
존 파일은 네임
과 클래스
, TTL
, 레코드 타입
, 레코드 데이터
로 구성된 레코드들로 구성
네임 서버들은 이러한 존 파일들을 바탕으로 요청에 해당되는 레코드를 리턴
리졸버는 이 레코드를 살펴보고 리턴해야할 IP 혹은 다음에 쿼리를 진행할 서버의 주소를 확인
이름은 example.com
과 같은 도메인 네임 혹은 서브 도메인의 이름 등을 저장
레코드 클래스는 네트워크 타입을 지정 (일반적으로 IN(인터넷)으로 지정)
TTL은 Time To Live의 약자로서 리졸버가 레코드를 몇 초동안 저장할 지를 명시
해당 시간이 지나면 리졸버는 해당 레코드를 삭제
레코드 타입은 레코드 데이터의 내용의 형식
A
- 데이터가 IPv4 주소임을 명시AAAA
- 데이터가 IPv6 주소임을 명시CNAME
- 데이터가 도메인 주소임을 명시NS
- 데이터가 도메인 네임 서버들의 주소임을 명시SOA
- 데이터가 도메인 네임 서버들중 주 서버의 정보들에 대한 데이터주 네임 서버와 통신할 수 있는 포트번호, TTL, 도메인 주소등이 적혀 있음