서버란 과연 무엇일까...초심으로 돌아가서 공부를 하던중 문득 떠오르던 한가지 의문이었습니다.
내가 아는 서버는 말그대로 고객에게 네트워크를 통해 서비스를 제공하는 프로그램! 대충은 맞았지만 정확한 서버의 정의는 클라이언트에게 네트워크를 통해 정보나 서비스를 제공하는 컴퓨터 시스템으로 컴퓨터 프로그램(server program) 또는 장치(device)를 의미라고 합니다.
그렇다면 서버란 어떤식으로 동작하고, 어떤 종류가 있는지 한번 알아보도록 합시다!!
1. 서버의 정의
서버(Server)는 네트워크 환경에서 클라이언트(Client)라고 불리는 다른 컴퓨터나 장치에게 다양한 서비스나 자원을 제공하는 컴퓨터 시스템입니다. 서버는 하드웨어와 소프트웨어로 구성되며, 클라이언트의 요청을 받아들이고 처리하여 필요한 정보를 제공하는 역할을 합니다.
2. 서버의 역할
서버는 다양한 역할을 수행할 수 있으며, 이를 통해 다양한 서비스를 제공합니다
2.1 데이터 저장 및 관리
서버는 대량의 데이터를 효율적으로 저장하고 관리합니다. 데이터베이스 서버(Database Server)는 이러한 역할을 수행하며, 예를 들어 은행의 거래 내역, 소셜 미디어의 사용자 정보 등이 데이터베이스 서버에 저장됩니다. 데이터베이스 관리 시스템(DBMS)을 통해 데이터를 구조화하고, 검색, 삽입, 삭제 등의 작업을 수행할 수 있습니다.
2.2 웹 페이지 제공
웹 서버(Web Server)는 웹 브라우저의 요청에 따라 웹 페이지를 제공합니다. HTTP(HyperText Transfer Protocol)를 사용하여 클라이언트와 통신하며, HTML, CSS, JavaScript 파일 등을 클라이언트에게 전달합니다. Apache HTTP Server, Nginx, Microsoft IIS 등이 대표적인 웹 서버 소프트웨어입니다.
2.3 이메일 처리
메일 서버(Mail Server)는 이메일의 송수신을 처리합니다. SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), IMAP(Internet Message Access Protocol), POP3(Post Office Protocol) 등의 프로토콜을 사용하여 이메일을 주고받습니다. Microsoft Exchange Server, Postfix, Sendmail 등이 메일 서버 소프트웨어의 예입니다.
2.4 파일 공유
파일 서버(File Server)는 네트워크를 통해 파일을 저장하고 공유할 수 있게 합니다. 회사 내의 공유 드라이브나 클라우드 스토리지가 파일 서버의 예입니다. 클라이언트는 파일 서버에 접근하여 파일을 업로드하거나 다운로드할 수 있습니다. Windows Server, NAS(Network Attached Storage) 장치 등이 파일 서버로 사용됩니다.
2.5 애플리케이션 실행
애플리케이션 서버(Application Server)는 특정 애플리케이션을 실행하고 클라이언트에게 서비스를 제공합니다. 예를 들어, Java 애플리케이션을 실행하는 Apache Tomcat 서버가 있습니다. 애플리케이션 서버는 클라이언트의 요청을 처리하고, 비즈니스 로직을 수행한 후, 결과를 클라이언트에게 전달합니다.
3. 서버의 동작 방식
서버의 동작 방식은 클라이언트의 요청을 처리하고 응답하는 과정으로 이루어집니다.
2.1 서버의 초기화
서버는 네트워크 상에서 클라이언트의 요청을 기다리기 위해 초기화됩니다. 이 과정에서 서버는 다음과 같은 작업을 수행합니다:
포트 바인딩(Port Binding): 서버는 특정 포트 번호를 사용하여 네트워크 인터페이스에 바인딩합니다. 예를 들어, 웹 서버는 일반적으로 80번 또는 443번 포트를 사용합니다.
리스닝(Listening): 서버는 클라이언트의 요청을 대기하기 위해 리스닝 상태로 전환됩니다.2.2 클라이언트의 요청
클라이언트는 서버에 요청을 보냅니다. 요청은 일반적으로 HTTP, FTP, SMTP 등과 같은 프로토콜을 사용하여 전송됩니다. 예를 들어, 웹 브라우저가 웹 서버에 HTTP 요청을 보내는 경우, 클라이언트는 URL을 입력하고 서버에 요청을 보냅니다.
2.3 요청 처리
서버는 클라이언트의 요청을 수신하고 이를 처리합니다. 요청 처리 과정은 다음과 같습니다
요청 수신: 서버는 클라이언트의 요청을 수신합니다. 이는 소켓(Sockets)을 통해 이루어지며, 서버는 클라이언트의 요청을 대기하는 포트에서 요청을 수신합니다.
요청 해석: 서버는 요청을 해석하여 요청의 유형(예: GET, POST 등)과 요청된 리소스(URL, 파일 경로 등)를 확인합니다.
요청 처리: 서버는 요청된 리소스를 찾고, 필요한 경우 데이터베이스 조회, 파일 읽기, 애플리케이션 실행 등의 작업을 수행합니다.2.4 응답 생성
서버는 요청을 처리한 후 클라이언트에게 응답을 생성합니다. 응답은 일반적으로 다음과 같은 요소를 포함합니다
상태 코드(Status Code): 요청의 처리 결과를 나타내는 코드입니다. 예를 들어, 200 OK, 404 Not Found, 500 Internal Server Error 등이 있습니다.
헤더(Header): 응답의 메타데이터를 포함합니다. 예를 들어, 콘텐츠 타입(Content-Type), 콘텐츠 길이(Content-Length) 등이 있습니다.
본문(Body): 요청된 리소스의 실제 데이터를 포함합니다. 예를 들어, HTML 문서, 이미지 파일, JSON 데이터 등이 본문에 포함될 수 있습니다.2.5 응답 전송
서버는 생성된 응답을 클라이언트에게 전송합니다. 클라이언트는 서버로부터 응답을 수신하고, 이를 해석하여 사용자에게 표시합니다. 예를 들어, 웹 브라우저는 HTML 응답을 렌더링하여 웹 페이지를 표시합니다.
3. 서버의 동작 예시
- 클라이언트 요청: 사용자가 웹 브라우저에 URL을 입력하고 엔터를 누릅니다. 웹 브라우저는 해당 URL에 대한 HTTP GET 요청을 생성하고 웹 서버로 전송합니다.
2. 서버 수신: 웹 서버는 HTTP GET 요청을 수신합니다. 요청된 URL을 해석하여 요청된 리소스를 확인합니다.
3. 요청 처리: 웹 서버는 요청된 리소스(예: HTML 파일)를 찾습니다. 필요한 경우 데이터베이스 조회나 서버 측 스크립트 실행을 통해 동적 콘텐츠를 생성합니다.
4. 응답 생성: 웹 서버는 요청된 리소스를 기반으로 HTTP 응답을 생성합니다. 응답에는 200 OK 상태 코드, 헤더, 그리고 HTML 본문이 포함됩니다.
5. 응답 전송: 웹 서버는 생성된 HTTP 응답을 웹 브라우저로 전송합니다.
6. 클라이언트 처리: 웹 브라우저는 HTTP 응답을 수신하고 HTML 본문을 해석하여 웹 페이지를 렌더링합니다.
4. 서버의 동작 원리
서버의 동작 원리는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다
4.1 동기 방식
동기 방식에서는 요청이 순차적으로 처리됩니다. 각 요청이 완료될 때까지 다음 요청을 처리하지 않습니다. 이 방식은 구현이 간단하지만, 요청이 많은 경우 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
4.2 비동기 방식
비동기 방식에서는 여러 요청을 동시에 처리할 수 있습니다. 서버는 요청을 비동기적으로 처리하여, 하나의 요청이 완료되지 않아도 다른 요청을 계속해서 처리할 수 있습니다. 이 방식은 성능이 향상되지만, 구현이 복잡할 수 있습니다. Node.js와 같은 서버 프레임워크는 비동기 방식을 사용하여 높은 성능을 제공합니다.
5. 서버의 확장성
서버의 확장성은 서버가 증가하는 요청을 처리할 수 있는 능력을 의미합니다.
5.1 수평 확장 (Scale-Out)
여러 대의 서버를 추가하여 부하를 분산시키는 방법입니다. 로드 밸런서를 사용하여 요청을 여러 서버에 분산시킵니다.
5.2 수직 확장 (Scale-Up)
기존 서버의 하드웨어 성능을 향상시키는 방법입니다. 더 많은 CPU, 메모리, 디스크 용량을 추가하여 서버의 처리 능력을 증가시킵니다.
6. 서버의 보안
서버 보안은 매우 중요한 요소입니다. 서버는 민감한 데이터를 저장하고 있으며, 외부 공격으로부터 데이터를 보호해야 합니다.
방화벽 설정: 불법적인 접근을 차단하기 위해 방화벽을 설정합니다.
암호화: 데이터 전송 시 암호화를 사용하여 데이터를 보호합니다.
백업: 정기적으로 데이터를 백업하여 데이터 손실에 대비합니다.
패치 관리: 운영 체제와 소프트웨어의 최신 보안 패치를 적용합니다.
접근 제어: 사용자 권한을 관리하고, 불필요한 접근을 제한합니다.
7.서버의 종류
1. 웹 서버 (Web Server)
정의
웹 서버는 HTTP(HyperText Transfer Protocol)를 사용하여 웹 페이지를 제공하는 서버입니다. 클라이언트(주로 웹 브라우저)의 요청을 받아 HTML, CSS, JavaScript 파일 등을 제공하여 웹 페이지를 렌더링합니다.
주요 웹 서버 소프트웨어
Apache HTTP Server: 가장 널리 사용되는 웹 서버 중 하나로, 오픈 소스 소프트웨어입니다.
Nginx: 높은 성능과 낮은 메모리 사용량으로 유명한 웹 서버입니다. 특히 정적 콘텐츠 제공에 강점을 보입니다.
Microsoft Internet Information Services (IIS): Windows 서버 운영 체제와 통합된 웹 서버입니다.주요 기능
정적 콘텐츠 제공 (HTML, CSS, 이미지 파일 등)
동적 콘텐츠 제공 (PHP, ASP.NET, JSP 등)
SSL/TLS를 통한 안전한 데이터 전송
로드 밸런싱 및 리버스 프록시 기능
2. 데이터베이스 서버 (Database Server)
정의
데이터베이스 서버는 데이터를 저장하고 관리하는 서버입니다. 클라이언트의 요청에 따라 데이터를 검색, 삽입, 업데이트, 삭제 등의 작업을 수행합니다.
주요 데이터베이스 서버 소프트웨어
MySQL: 오픈 소스 관계형 데이터베이스 관리 시스템(RDBMS)으로, 다양한 웹 애플리케이션에서 널리 사용됩니다.
PostgreSQL: 오픈 소스 RDBMS로, 고급 기능과 확장성을 제공합니다.
Oracle Database: 기업용 데이터베이스 관리 시스템으로, 대규모 데이터 처리에 강점을 보입니다.
Microsoft SQL Server: Microsoft에서 개발한 RDBMS로, Windows 환경에서 주로 사용됩니다.주요 기능
데이터 저장 및 관리
트랜잭션 처리
데이터 백업 및 복구
사용자 권한 관리
쿼리 최적화 및 인덱싱
3. 파일 서버 (File Server)
정의
파일 서버는 네트워크를 통해 파일을 저장하고 공유할 수 있도록 하는 서버입니다. 클라이언트는 파일 서버에 접근하여 파일을 업로드하거나 다운로드할 수 있습니다.
주요 파일 서버 소프트웨어
Windows Server: Microsoft에서 제공하는 서버 운영 체제로, 파일 공유 기능을 포함합니다.
NAS (Network Attached Storage): 네트워크에 연결된 스토리지 장치로, 파일 서버 기능을 제공합니다.
Samba: Linux/Unix 환경에서 SMB/CIFS 프로토콜을 사용하여 파일 공유를 가능하게 하는 소프트웨어입니다.주요 기능
파일 저장 및 공유
사용자 및 그룹 권한 관리
데이터 백업 및 복구
파일 버전 관리
4. 메일 서버 (Mail Server)
정의
메일 서버는 이메일의 송수신을 처리하는 서버입니다. 클라이언트는 메일 서버를 통해 이메일을 보내고 받을 수 있습니다.
주요 메일 서버 소프트웨어
Microsoft Exchange Server: 기업 환경에서 널리 사용되는 메일 서버 소프트웨어입니다.
Postfix: 오픈 소스 메일 서버 소프트웨어로, 높은 성능과 보안성을 제공합니다.
Sendmail: 오래된 메일 서버 소프트웨어로, 유연한 설정이 가능합니다.주요 기능
이메일 송수신
스팸 필터링 및 바이러스 검사
메일박스 관리
사용자 인증 및 권한 관리
메일 아카이빙
5. 애플리케이션 서버 (Application Server)
정의
애플리케이션 서버는 특정 애플리케이션을 실행하고 클라이언트에게 서비스를 제공하는 서버입니다. 주로 비즈니스 로직을 처리하고 데이터베이스와의 상호작용을 관리합니다.
주요 애플리케이션 서버 소프트웨어
Apache Tomcat: 오픈 소스 Java 서블릿 컨테이너로, Java 애플리케이션을 실행합니다.
JBoss (WildFly): Java EE 기반의 오픈 소스 애플리케이션 서버입니다.
IBM WebSphere: IBM에서 제공하는 상용 애플리케이션 서버로, 대규모 엔터프라이즈 애플리케이션을 지원합니다.주요 기능
비즈니스 로직 처리
데이터베이스 연결 및 관리
트랜잭션 관리
보안 및 사용자 인증
웹 서비스 제공
6. 프록시 서버 (Proxy Server)
정의
프록시 서버는 클라이언트와 서버 사이에 중계 역할을 하는 서버입니다. 클라이언트의 요청을 받아 실제 서버에 전달하고, 그 응답을 클라이언트에게 반환합니다.
주요 프록시 서버 소프트웨어
Squid: 오픈 소스 프록시 서버 소프트웨어로, 웹 캐싱 기능을 제공합니다.
HAProxy: 고성능 로드 밸런서 및 프록시 서버 소프트웨어입니다.
Nginx: 웹 서버로도 사용되지만, 프록시 서버로도 널리 사용됩니다.주요 기능
웹 캐싱
로드 밸런싱
보안 및 프라이버시 보호
접속 제어 및 모니터링
7. DNS 서버 (DNS Server)
정의
DNS 서버는 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 역할을 합니다. 클라이언트는 DNS 서버를 통해 웹사이트의 도메인 이름을 IP 주소로 변환하여 접속할 수 있습니다.
주요 DNS 서버 소프트웨어
BIND (Berkeley Internet Name Domain): 가장 널리 사용되는 DNS 서버 소프트웨어입니다.
Microsoft DNS: Windows Server에 포함된 DNS 서버 소프트웨어입니다.
PowerDNS: 고성능 DNS 서버 소프트웨어로, 다양한 백엔드를 지원합니다.주요 기능
도메인 이름 해석
역방향 DNS 조회
DNS 캐싱
도메인 존 파일 관리
서버는 네트워크 상에서 클라이언트에게 다양한 서비스를 제공하는 중요한 컴퓨터 시스템입니다. 서버의 종류와 역할은 다양하며, 현대 사회의 정보화 및 디지털화에 필수적인 요소입니다.라고 하는데 저도 아직은 동작방식을 깊게는 알지못해서 좀더 공부가 필요할거 같네요...다음엔 서버의 주요 프로토콜중 하나인 HTTP/HTTPS프로토콜을 다뤄볼까 합니다
