HTTP

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HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)는?

서버-클라이언트(2티어 아키텍처)에서 데이터를 주고받기 위한 프로토콜이다. HTML 문서(Hyper text), 이미지, 비디오 등과 같은 리소스를 교환하기 위한 통신규약으로, 보통 80번 포트를 사용하고 있다.

HTTP의 특징

• 헤더에 확장이 가능
  ➡️ Authentication, Caching, Conditionals, Cookies, CORS, Redirects ... 등 많은 기능이 있고 자세한 설명은 HTTP-Header MDN 을 참고하면 된다.
• 무상태성(Stateless)
• 비연결성(Connectionless) : 최소한 자원으로 서버 유지 가능
  ➡️ 트래픽이 많고, 큰 규모의 서비스를 운영할 경우 한계를 느낌
  ➡️ 지금은 HTTP 지속 연결(Persistent Connections)로 문제 해결

상태성 vs 무상태성

클라이언트와 중계서버 그리고 같은 기능을 하는 여러 대의 서버(A,B,C)가 있다고 가정한다.

상태성(stateful)인 경우

클라이언트가 중계서버를 통해 A서버에게 요청을하고, 클라이언트에 대한 상태정보는 A서버에게만 유지된다.
만약 A서버에 문제가 생겼을 경우 클라이언트에 대한 상태정보가 다 날라가기 때문에 다른 서버(B,C)에게 다시 처음부터 요청을 해야한다.

무상태성(stateless)인 경우

클라이언트가 애초에 필요한 정보들을 담아 서버에게 보내기 때문에 아무 서버나 호출해도 된다.
만약 A서버에 문제가 생겼을 경우 다른 서버(B,C)에게 응답을 전달하면 되기 때문에 클라이언트는 다시 재요청을 할 필요가 없다.
무상태성은 응답 서버를 언제든 바꿀 수 있기 때문에 무한 서버 증설이 가능하다.

무상태성의 한계

• 모든 것을 무상태성으로 설계할 수는 없다.
• 상태유지가 필요한 경우(ex. 로그인했을 경우) 헤더에 쿠키를 담아서 보내거나, 서버 세션을 이용하는 등을 활용해야 한다.
  이때 상태는 최소한만 유지해야 한다.

HTTP 흐름

• 2티어 아키텍처
  
• 3티어 아키텍처
  

HTTP 메세지

HTTP 요청과 응답의 구조는 서로 닮았다.

1. 시작 줄(start-line) : 실행되어야 할 요청, 또은 요청 수행에 대한 성공 또는 실패가 기록되어있다. 이 줄은 항상 한 줄로 끝난다.
2. 헤더(HTTP headers) : 요청에 대한 설명, 혹은 메시지 본문에 대한 설명이 들어간다.
3. 빈 줄(empty line) : 요청에 대한 모든 메타 정보가 전송되었음을 알린다.
4. 본문(body) : 요청과 관련된 내용(HTML 폼 콘텐츠 등)이 옵션으로 들어가거나, 응답과 관련된 문서(document)가 들어간다. 본문의 존재 유무 및 크기는 첫 줄과 HTTP 헤더에 명시된다.

HTTP 메시지의 시작 줄과 HTTP 헤더를 묶어서 요청 헤드(head)라고 부르며, HTTP 메시지의 페이로드(payload)는 본문(body)이라고 한다.

요청(Request) 메세지

1. 시작줄(start-line)

• 메소드(Method) : 수행할 작업(GET, PUT, POST 등)이나 방식(HEAD or OPTIONS)을 설명하는 HTTP method를 나타낸다. 예를 들어 GET method는 리소스를 받아야 하고, POST method는 데이터를 서버로 전송한다.
  ➡️ 종류 : GET, POST, PUT, OPTIONS 등등
• 경로(Path) : 주로 URL로 나타내고 프로토콜, 포트, 도메인의 절대 경로로도 나타낼 수도 있으며 포맷은 HTTP 메소드에 따라 달라진다.
  ➡️ origin 형식 : 끝에 '?'와 쿼리 문자열이 붙는 절대 경로다. GET, POST, HEAD, OPTIONS 메서드와 함께 사용한다.
  - POST / HTTP 1.1
  - GET /background.png HTTP/1.0
  - HEAD /test.html?query=alibaba HTTP/1.1
  - OPTIONS /anypage.html HTTP/1.0
  
• 버전(Version of the Protocol) : 메시지의 남은 구조를 결정하기 때문에, 응답 메시지에서 써야 할 HTTP 버전을 알려주는 역할을 한다.

2. 헤더(HTTP Headers)

기본적인 포맷은 대소문자 구분없이 문자열 다음 클론이 오고, 해당하는 값은 어떤 헤더냐에 따라 다르다. 다음과 같이 그룹을 나눌 수 있다.

• Request 헤더 : fetch를 통해 가져올 리소스나 클라이언트 자체에 대한 자세한 정보를 포함하는 헤더를 의미한다. User-Agent, Accept-Type, Accept-Language과 같은 헤더는 요청을 보다 구체화하고 Referer처럼 컨텍스트를 제공하거나 If-None과 같이 조건에 따라 제약을 추가할 수 있다.
• General 헤더 : 메시지 전체에 적용되는 헤더로, body를 통해 전송되는 데이터와는 관련이 없다.
• Entity 헤더 : body에 담긴 리소스의 정보(컨텐츠 길이, MIME 타입 등)를 포함한다.

3. 본문(body)

• 모든 요청에 body가 필요하지는 않다.
  GET, HEAD, DELETE, OPTIONS처럼 서버에 리소스를 요청하는 경우에는 본문이 필요하지 않다.
• POST나 PUT과 같은 일부 요청은 데이터를 업데이트(수정)하기 위해 사용한다.
• body는 다음과 같이 두 종류로 나눌 수 있다.
  - Single-resource bodies(단일-리소스 본문) : 헤더 두 개(Content-Type과 Content-Length)로 정의된 단일 파일로 구성된다.
  - Multiple-resource bodies(다중-리소스 본문) : 여러 파트로 구성된 본문에서는 각 파트마다 다른 정보를 지니고 보통 HTML form과 관련이 있다.

응답(Response) 메세지

1. 시작줄(start-line)

• 버전(Version of the protocol) : 현재 프로토콜의 버전을 나타내고 보통 HTTP/1.1이다.
• 상태 코드(status code) : 요청의 성공 여부를 코드를 통해 표현한다.
  ➡️ 종류 : 200(GET 요청 성공), 201(POST 요청 성공), 400(요청 실패), 500(실패, 서버 문제) ... 그 외 상태코드는 여기를 참고하면 된다.
• 상태 텍스트(status message) : 상태 코드에 대한 설명을 나타낸다. 응답을 보낼 때 짧은 문장을 써서 상태를 쉽게 이해하기 위한 용도이다.

2. 헤더(HTTP Headers)

기본적인 포맷은 대소문자 구분없이 문자열 다음 클론이 오고, 해당하는 값은 어떤 헤더냐에 따라 다르다. 다음과 같이 그룹을 나눌 수 있다.

• Response headers : 위치 또는 서버 자체에 대한 정보(이름, 버전 등)와 같이 응답에 대한 부가적인 정보를 갖고, Vary, Accept-Ranges와 같이 상태 줄에 넣기에는 공간이 부족했던 추가 정보를 제공한다.
• General headers : 메시지 전체에 적용되며 body를 통해 전송되는 데이터와는 관련이 없다.
• Entity headers : body에 담긴 리소스의 정보(컨텐츠 길이, MIME 타입 등)를 포함한다.

3. 본문(body)

• 모든 응답에 body가 필요하지는 않으며 201, 204와 같은 상태 코드를 가지는 응답에는 본문이 필요하지 않다.
• 응답의 body는 다음과 같이 두 종류로 나눌 수 있다.
  - Single-resource bodies(단일-리소스 본문) : 길이가 알려진 단일-리소스 본문은 두 개의 헤더(Content-Type, Content-Length)로 정의한다. 길이를 모르는 단일 파일로 구성된 단일-리소스 본문은 ransfer-Encoding이 chunked 로 설정되어 있으며, 파일은 chunk로 나뉘어 인코딩되어 있다.
  - Multiple-resource bodies(다중-리소스 본문) : 서로 다른 정보를 담고 있다.
  

HTTP의 역사

• HTTP/1.1, HTTP/2 : TCP 기반
• HTTP/3 : UDP 기반