[Web]웹 서버(WS)와 웹 어플리케이션 서버(WAS)

Euiyeon Park·2024년 8월 26일

CGI FastCGI MVC Servlet Container TIL WAS WS Web Application Server Web Server fcgi server servlet web

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🫧 웹 서버(Web Server, WS)

📍 웹 서버는 정적 웹 리소스를 반환한다.

웹 서버는 HTTP/HTTPS 프로토콜을 통해 클라이언트(웹 브라우저)로부터 요청을 받고,
미리 만들어진 웹 페이지를 단순히 요청에 따라 정적 컨텐츠를 제공하는 역할을 한다.

정적 컨텐츠 : HTML, CSS, JavaScript, 이미지 파일 등 즉시 응답 가능한 컨텐츠
대표적인 웹 서버 : Apache HTTP Server, Nginx

만약, 문서의 양이 많아짐에 따라 웹 서버의 용량도 많이 필요해진다면?
1,000명의 유저 정보 페이지가 필요하다면 웹 페이지 1,000개가 필요하다.
-사용자의 요청마다 다른 웹 페이지를 모두 개발해야 한다.

만약, 유저 정보 페이지의 템플릿은 동일하고 템플릿의 정보만 변경된다면?
웹 페이지 1개(유저 정보 템플릿)에 1,000명의 유저 정보를 데이터베이스에 저장한다.
반복되는 템플릿과 유저 정보를 분리해 동적 웹 리소스를 반환한다 - WAS 등장

🫧 웹 어플리케이션 서버(Web Application Server, WAS)

📍 웹 어플리케이션 서버는 정적+동적 웹 리소스를 반환한다.

웹 어플리케이션 서버는 웹 어플리케이션을 실행하고 클라이언트의 요청에 따라 동적 컨텐츠를 생성한다.
사용자의 요청에 따라 데이터베이스와 상호작용하고 비지니스 로직을 처리하며
그 결과로 웹 페이지를 클라이언트에게 제공한다.

동적 컨텐츠 : 웹 페이지의 내용이 고정되어 있지 않고,
사용자의 요청이나 데이터베이스 상태에 따라 실시간으로 생성되는 웹 컨텐츠
대표적인 웹 어플리케이션 서버 : Apache Tomcat, Oracle WebLogic

📍동적 컨텐츠의 생성 주체는 어플리케이션이다.

방금 전까진 웹 어플리케이션 서버가 동적 컨텐츠를 생성한다며 ...?

동적 컨텐츠(동적 웹 페이지)는 웹 어플리케이션 서버와 웹 어플리케이션 간의 협력에 의해 생성된다.

웹 어플리케이션 서버

웹 어플리케이션을 호스팅하고 실행하는 서버 소프트웨어
웹 어플리케이션이 제대로 작동할 수 있는 환경 제공
생성된 결과를 클라이언트에게 반환
주로 웹 서버와의 통합을 통해 요청을 받아 처리

웹 어플리케이션

실제로 비지니스 로직을 수행하고 사용자 인터페이스를 생성하는 코드와 기능을 포함하는 소프트웨어
클라이언트의 요청에 따라 다양한 동적 컨텐츠(웹 페이지)를 생성하는 주체
데이터베이스에서 데이터를 가져와 처리하고,
서버 사이드 스크립트를 통해 HTML 페이지를 동적으로 생성하는 작업을 포함

서버 사이드 스크립트란,
웹 서버에서 실행되어 동적 웹 컨텐츠를 생성하는 프로그램 코드를 의미한다.
클라이언트가 웹 페이지를 요청하면 서버 사이드 스크립트가 서버에서 실행되고,
결과를 클라이언트에게 전달한다.

동적 웹 페이지의 장점

공간 효율
수많은 페이지들을 웹 서버가 들고 있을 필요없이 매번 만들어서 반환한다.
실시간성
요청이 들어온 순간의 데이터로 만들기 때문에 데이터 및 웹 페이지의 신선도가 높다.

🫧초기 웹 어플리케이션 서버

초기 웹 어플리케이션 서버(WAS)는 웹 서버와 어플리케이션을 CGI 를 통해 연결했다.

웹 서버가 요청을 받으면 어플리케이션에게 동적 웹 페이지 생성 작업을 위임한다.
이때 웹 서버가 요청을 받아 어플리케이션을 실행하고, 페이지 생성을 요청하기 위한 연결고리가 CGI다.

즉 CGI(Common Gateway Interface)는 웹 서버와 어플리케이션을 연결하기위한 기술이다.

처음 CGI가 등장했을 때 어플리케이션은 Java, Python이 아닌 Shell, Bash같은 스크립트 언어였다.
유명한 서버 스크립트 언어는 PHP, Perl, Ruby가 있다.

🫧웹 서버에서 웹 어플리케이션 서버로의 변천사

CGI와 FCGI는 웹 서버와 서버 사이드 어플리케이션 간의 인터페이스를 정의하는 기술이다.
서버 사이드 스크립트를 실행하여 동적 웹 컨텐츠를 생성하는 방법을 제공한다.

📍CGI(Common Gateway Interface)

CGI는 웹 서버와 웹 어플리케이션간의 통신을 위한 표준 인터페이스로,
CGI프로그램은 웹 서버의 요청을 받아 실행되며, 실행 결과를 웹 서버를 통해 클라이언트에게 반환한다.

CGI 동작 방식

클라이언트가 웹 서버에 요청을 보내면 웹 서버는 요청을 CGI로 전달한다.
CGI는 요청을 처리하고 동적으로 생성된 HTML을 웹 서버로 반환한다.
웹 서버는 HTML을 클라이언트(브라우저)에게 전송한다.

CGI 특징

CGI는 클라이언트의 매 요청마다 웹 서버가 새로운 프로세스를 생성한다.
- 매번 요청에 따라 프로세스(어플리케이션)이 실행되고,
  웹 페이지를 만들고 반환 후 종료하는 과정을 반복한다. - 비상주 프로세스
- 1요청 : 1비상주 프로세스의 관계
- 무거운 어플리케이션의 실행과 종료의 반복으로 비효율성의 문제(성능저하, 자원소모)
CGI는 Stateless(비상태성)하다.
- 매 요청마다 새로운 프로세스가 생성-실행(반환)-종료를 반복하므로 요청 간에 정보가 없다.
- 웹 서버는 이전의 요청이나 상태를 기억하지 않는다.
- 각 실행 프로세스가 독립적이다. - 보안성을 가진다.

📍FCGI(FastCGI)

FCGI는 CGI의 성능 문제를 해결하기 위해 개발됐으며, CGI의 기본 아이디어를 유지며 성능을 개선한다.
FCGI는 지속적인 프로세스를 사용하여 요청을 처리하며, 성능을 향상시키고 자원을 절약한다.

FCGI 동작 방식

FCGI는 웹 서버와 별도로 지속적으로 실행되는 프로세스다.
요청이 들어오면 웹 서버는 FCGI 프로세스와 연결하여 요청을 전달한다.
FCGI프로세스는 요청을 처리한 후 결과를 웹 서버로 반환한다.
FCGI는 요청 처리가 완료된 후에도 프로세스를 유지하므로,
동일한 프로세스가 여러 요청을 처리한다.

FCGI 특징

매번 요청에 따라 이미 열려있던 프로세스가 웹 페이지를 만들고 반환하고,
프로세스는 계속 살아있는다. - 상주 프로세스
- 상주하고 있는 프로세스가 요청을 처리하고 반환
- 1요청 : 1상주 프로세스의 관계
- 여러 요청을 하나의 프로세스에서 처리한다. - 자원 효율성
- 상주 프로세스를 사용하므로 매 요청마다 새로운 프로세스를 생성할 필요가 없다.- 성능 향상
FCGI는 Stateful(상태성)하다.
- 아무리 많은 요청이 와도 기존 프로세스가 실행과 반환하므로 요청 간 정보를 공유한다.
- 매 번 실행된 프로세스가 같으므로 같은 정보를 공유한다. - 보안성이 낮다

🫧 웹 어플리케이션 서버(WAS)

웹 애플리케이션 서버(WAS)는 사용자 요청을 처리하는 데 적절한 어플리케이션을 호출하고, 그 애플리케이션 내에서 서버 사이드 스크립트를 실행하여,
웹 서버(WS)가 단독으로 처리할 수 없는 데이터베이스 조회나 다양한 로직 처리 필요한
동적 콘텐츠를 생성한다. 이 동적 콘텐츠는 사용자의 요청에 따라 실시간으로 생성되며,
그 결과를 클라이언트(브라우저)로 전달한다.

📍 WAS의 구성요소와 특징

WAS는 위에서 살펴본 초기 WAS에서 CGI 비상주 프로세스의 Stateless한 장점과
FCGI 상주 프로세스의 Stateful한 장점을 Thread를 통해 얻어냈다.

하나의 요청이 들어오면, 하나의 스레드가 해당 요청에 대해 할당된다.
- 스레드는 스레드 풀(Thread Pool)에 개수를 지정해 미리 만들어놓고
  대기시킨다.
- 스레드는 자기가 맡은 작업을 수행하고 완료되면 스레드 풀에 반환된다.
1요청 : 1스레드의 관계를 가진다.
1요청에 대해 할당되는 1자바 스레드는 서블릿(Servelt)이라 불린다.
서블릿 컨테이너(Servelt Container)는 요청이 오면 스레드를 할당하고,
완료 뒤 회수하는 주체로 서블릿의 생명주기를 관리한다.

🫧 WAS의 템플릿 엔진과 MVC

📍 웹 어플리케이션 서버 내 템플릿 엔진

템플릿 엔진(Template Engine)은 웹 어플리케이션 개발에서
동적 웹 페이지를 생성하기 위해 사용되는 도구 또는 라이브러리다.
HTML파일에 템플릿 문법을 사용해 동적으로 내용을 삽입하거나 변경할 수 있도록 한다.

만약, 유저 정보 페이지의 템플릿은 동일하고 템플릿의 정보만 변경된다면?
웹 페이지 1개(유저 정보 템플릿)에 1,000명의 유저 정보를 데이터베이스에 저장한다.
반복되는 템플릿과 유저 정보를 분리해 동적 웹 리소스를 반환한다

반복되는 템플릿 - ViewTemplate
유저 정보(데이터) - Model
유저 정보 페이지(동적 웹 페이지) - View(HTML)

📍 템플릿 엔진 동작원리로 이해하는 WAS의 MVC

WAS에서 많이 사용되는 아키텍처 중 하나가 MVC패턴이다.
MVC패턴은 Model-View-Controller의 약자로, 어플리케이션을 세 가지 주요 구성요소로 나누어 관리하는 디자인 패턴이다.

데이터베이스에서 Model(데이터)를 조회하여 그걸 기반으로 View(웹 페이지)를 만들어 Controller가 반환한다.

Model

데이터에 대한 조회 및 조작을 담당한다.
데이터와 어플리케이션이 무엇을 할 것인지 정의하고
내부 비지니스 로직을 처리하기 위한 역할을 맡는다.
Controller가 호출하면 데이터베이스와 연동해 데이터를 조회/조작한다.

View

Model을 기반으로 만들어진 웹 페이지
User의 요청을 받아 Controller는 응답으로 View를 반환한다.

User가 보는 것 : 웹 페이지(View) - Controller가 반환해준 것
User가 하는 것 : 자바스크립트 인터랙션 - Controller 호출
- Model을 바꿔달라는 요청을 View의 자바스크립트를 통해 Controller 호출

Controller

사용자 요청을 받아 처리하고, 적절한 모델(Model)을 호출해 데이터를 가져와
그 데이터를 뷰(View)에 전달하는 역할을 한다.

요청을 받고, 그에 따른 연산(로직)을 실행시키고, 그 결과를 반환한다.
어떤 요청이 오면 어떤 행위를 해야할 지 정의해야한다.
요청을 받고, 결과를 반환하기에 URI가 정의되어 있다.(엔드포인트)

📍 MVC 패턴의 동작 흐름

1. 사용자의 요청(Request)
사용자가 브라우저에서 특정 URL을 입력하거나 버튼을 클릭해 요청을 보낸다.
이 요청은 웹 서버를 WAS로 전달된다.

2. Controller의 요청 처리

WAS는 이 요청을 어플리케이션 내의 Controller로 전달한다.
Controller는 요청을 분석해 사용자가 원하는 작업을 결정한다
요청에 필요한 데이터를 가져오기 위해 Model과 상호작용한다.
- 데이터베이스에서 사용자 목록을 조회하는 등의 작업

3. Model의 데이터 처리

Model은 데이터베이스와 상호작용해 필요한 데이터를 가져오거나 수정한다.
가져온 데이터는 다시 Controller로 전달되고,
이 데이터는 View에서 화면을 구성하는데 사용된다.

4. View의 생성과 템플릿 엔진의 역할

Controller는 Model에서 받은 데이털르 사용해 View를 생성한다.
템플릿 엔진은 HTML 템플릿 파일(ViewTemplate)을 기반으로 Controller에서 전달된 데이터를 삽입해 사용자에게 보여줄 동적 웹 페이지를 생성한다.

5. 사용자에게 응답(Response)

템플릿 엔진이 최종적으로 생성한 페이지는 Controller를 통해 WAS에 전달되고, 이 페이지는 웹 서버를 통해 클라이언트(브라우저)에게 응답된다.
사용자는 브라우저에서 최종적으로 렌더링된 웹 페이지를 보게 된다.

ref

https://gmlwjd9405.github.io/2018/10/27/webserver-vs-was.html

Euiyeon Park

"개발자는 해결사이자 발견자이다✨" - Michael C. Feathers

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