HTTP 기본

kimwoody·2022년 3월 10일
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모든 것이 HTTP

HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)

처음에는 HTML을 전송하는 프로토콜로 시작이 되었다.

하지만 지금은 모든 것을 전송할 수 있는 프로토콜이다.

  • HTML, TEXT
  • IMAGE, 음성, 영상, 파일
  • JSON, XML(API)
  • 거의 모든 형태의 데이터 전송 가능
  • 서버 간에 데이터를 주고 받을 때도 대부분 HTTP 사용
  • 지금은 HTTP 시대!

HTTP의 역사

  • HTTP/0.9 1991년: GET 메소드만 지원, HTTP 헤더 X
  • HTTP/1.0 1996년: 메소드, 헤더 추가
  • HTTP/1.1 1997년: 가장 많이 사용, 우리에게 가장 중요한 버전
    • RFC2068(1997) → RFC2616(1999) → RFC7230~7235(2014)
  • HTTP/2 2015년: 성능 개선
  • HTTP/3 진행중: TCP 대신에 UDP 사용, 성능 개선

HTTP/1.1에 대부분의 기능이 들어있기 때문에 지금 우리에게 중요하고, 많이 사용한다.

이 후 2, 3 버전은 성능 개선에 초점이 맞춰져 있다.

기반 프로토콜

  • TCP: HTTP/1.1, HTTP/2
  • UDP: HTTP/3
  • 현재 HTTP/1.1 주로 사용
    • HTTP/2, HTTP/3 도 점점 증가

HTTP 특징

  • 클라이언트 서버 구조
  • 무상태 프로토콜(stateless), 비연결성
  • HTTP 메시지
  • 단순함, 확장 가능

클라이언트 서버 구조

  • Request, Response 구조
  • 클라이언트는 서버에 요청을 보내고, 응답을 대기
  • 서버가 요청에 대한 결과를 만들어서 응답

Stateful, Stateless

무상태 프로토콜(Stateless)

  • 서버가 클라이언트의 상태를 보존X
  • 장점: 서버 확장성 높음(스케일 아웃)
  • 단점: 클라이언트가 추가 데이터 전송

Stateful, Stateless 차이

상태유지 - Stateful

고객: 이 노트북 얼마인가요?

점원: 100만원 입니다.

노트북 → 상태 유지

고객: 2개 구매하겠습니다.

점원: 200만원 입니다. 신용카드, 현금 중에 어떤 걸로 구매하시겠어요?

노트북, 2개 → 상태 유지

고객: 신용카드로 구매하겠습니다.

점원: 200만원 결제 완료되었습니다.

노트북, 2개, 신용카드 → 상태유지

무상태 - Stateless

고객: 이 노트북 얼마인가요?

점원: 100만원 입니다.

고객: 노트북 2개 구매하겠습니다.

점원: 노트북 2개는 200만원 입니다. 신용카드, 현금 중에 어떤 걸로 구매하시겠어요?

고객: 노트북 2개를 신용카드로 구매하겠습니다.

점원: 200만원 결제 완료되었습니다.

Stateful, Stateless 차이 정리

  • 상태유지: 중간에 다른 점원으로 바뀌면 안된다. (중간에 다른 점원으로 바뀔때 상태 정보를 다른 점원에게 미리 알려줘야 한다.
  • 무상태: 중간에 다른 점원으로 바뀌어도 된다.
    • 갑자기 고객이 증가해도 점원을 대거 투입할 수 있다.
    • 갑자기 클라이언트 요청이 증가해도 서버를 대거 투입할 수 있다.
  • 무상태는 응답 서버를 쉽게 바꿀 수 있다. → 무한한 서버 증설 가능

Stateless 실무 한계

  • 모든 것을 무상태로 설계 할 수 있는 경우도 있고 없는 경우도 있다.
  • 무상태
    • 예) 로그인이 필요 없는 단순한 서비스 소개 화면
  • 상태
    • 예) 로그인
  • 로그인한 사용자의 경우 로그인 했다는 상태를 서버에 유지
  • 일반적으로 브라우저 쿠키와 서버 세션 등을 사용해서 상태 유지
  • 상태 유지는 최소한만 사용

비연결성(connectionless)

연결을 유지하는 모델

TCP/IP 는 연결을 유지하기 때문에 클라이언트는 연결을 한 후에 요청을하고 응답을 받는다. 응답을 받고 연결은 유지한다.

다른 여러개의 클라이언트들도 TCP/IP 연결을 하고 요청, 응답을 하면서 연결을 유지한다.

위와같이 여러개의 클라이언트가 동시에 서버와의 연결을 유지하고 있다면 서버 자원의 소모가 일어난다.

연결을 유지하지 않는 모델

TCP/IP 를 이용해 클라이언트와 서버를 연결한 뒤에 서버에 요청을 하고 응답을 받는다. 그 후에 연결을 끊는다.

서버는 연결을 유지하지 않기 때문에 최소한의 자원만 유지한다.

비연결성

  • HTTP는 기본이 연결을 유지하지 않는 모델
  • 일반적으로 초 단위 이하의 빠른 속도로 응답
  • 1시간 동안 수천명이 서비스를 사용해도 실제 서버에서 동시에 처리하는 요청은 수십개 이하로 매우 작음
    • 예) 웹 브라우저에서 계속 연속해서 검색 버튼을 누르지 않는다
  • 서버 자원을 매우 효율적으로 사용할 수 있음

비연결성의 한계와 극복

  • TCP/IP 연결을 새로 맺어야 함 - 3 way handshake 시간 추가
  • 웹 브라우저로 사이트를 요청하면 HTML 뿐만 아니라 자바스크립트, CSS, 이미지 등 수많은 자원이 함께 다운로드
  • 지금은 HTTP 지속 연결(Persistence Connections)로 문제 해결
  • HTTP/2, HTTP/3 에서 더 많은 최적화

HTTP 초기 - 연결, 종료 낭비

HTTP 지속 연결(Persistence Connections)

스테이트리스를 기억하자

서버 개발자들이 어려워하는 업무

  • 정말 같은 시간에 딱 맞추어 발생하는 대용량 트래픽
  • 예) 선착순 이벤트, 명절 KTX 예약, 학과 수업 등록
  • 예) 저녁 6:00 tjsckrtns 1000명 치킨 할인 이벤트 → 수만명 동시 요청

HTTP 메시지

요청 메시지

GET /search?q=hello&hl=ko HTTP/1.1
Host: www.google.com

응답 메시지

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
Content-Length: 3423

<html>
	<body>...</body>
</html>

시작 라인

요청 메시지

  • start-line = request-line / status-line
  • request-line = method 공백 request-target 공백 HTTP-version 엔터
  • HTTP 메소드(GET: 조회)
  • 요청 대상(/search?q=hello&hl=ko)
  • HTTP Version

요청 메시지 - HTTP 메소드

  • 종류: GET, POST, PUT, DELETE...
  • 서버가 수행해야 할 동작 지정
    • GET: 리소스 조회
    • POST: 요청 내역 처리

요청 메시지 - 요청 대상

  • absolute-path?query (절대경로?쿼리)
  • 절대경로=”/” 로 시작하는 경로
  • 참고: *, http://...?x=y 와 같이 다른 유형의 경로 지정 방법도 있다.

응답 메시지

  • start-line = request-line / status-line
  • status-line = HTTP-version 공백 status-code 공백 reason-phrase 엔터
  • HTTP 버전
  • HTTP 상태 코드: 요청 성공, 실패를 나타냄
    • 200: 성공
    • 400: 클라이언트 요청 오류
    • 500: 서버 내부 오류
  • 이유 문구: 사람이 이해할 수 있는 짧은 상태 코드 설명 글

HTTP 헤더

  • header-field = field-name “:” OWS field-value OWS (OWS: 띄어쓰기 허용)
  • field-name은 대소문자 구문 없음, value는 구분 함
Host: www.google.com
Content-Type: text/html;charset=UTF-8
Content-Length: 3423

HTTP 헤더 용도

  • HTTP 전송에 필요한 모든 부가 정보
  • 예) 메시지 바디의 내용, 메시지 바디의 크기, 압축, 인증, 요청 클라이언트(브라우저) 정보, 서버 애플리케이션 정보, 캐시 관리 정보...
  • 표준 헤더가 너무 많음
  • 필요시 임의의 헤더 추가 가능
    • helloworld: hihi

HTTP 메시지 바디 용도

  • 실제 전송할 데이터
  • HTML 문서, 이미지, 영상, JSON 등등 byte로 표현할 수 있는 모든 데이터 전송 가능

단순함 확장 가능

  • HTTP는 단순하다. 스펙도 읽어볼만..
  • HTTP 메시지도 매우 단순
  • 크게 성공하는 표준 기술은 단순하지만 확장 가능한 기술

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