네트워크 심화

ock·2023년 3월 6일

OSI 7계층 TCP/IP 4 계층

(출처: 코드스테이츠)

네트워크 프로토콜 계층은 OSI 7계층과 TCP/IP 4계층으로 나눌 수 있다.

(출처: 코드스테이츠)

채팅 프로그램에서 메세지를 보낼 때 일어나는 일

HTTP 메시지가 생성되면 Socket을 통해 전달

소켓(Socket) : 프로그램이 네트워크에서 데이터를 송수신할 수 있도록, “네트워크 환경에 연결할 수 있게 만들어진 연결부“

IP 패킷을 생성하기 전 TCP 세그먼트를 생성

이렇게 생성된 TCP/IP 패킷은 LAN 카드와 같은 물리적 계층을 지나기 위해 이더넷 프레임 워크에 포함되어 서버로 전송

TCP/IP 패킷 정보

(출처: 코드스테이츠)

TCP

TCP 세그먼트
IP 패킷의 출발지 IP와 목적지 IP 정보를 보완할 수 있는 출발지 PORT, 목적지 PORT, 전송 제어, 순서, 검증 정보 등을 포함.

TCP와 UDP의 차이점

TCP(전송 제어 프로토콜(Transmission Conrtol Protocol))

연결 지향 - TCP 3 way handshake(가상 연결)
=> 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위하여 3 way handshake를 사용하는 연결지향형 프로토콜.

데이터 전달 보증
=> 데이터 전송이 성공적으로 이루어진다면 이에 대한 응답을 돌려주기 때문에 IP패킷의 한계인 비연결성을 보완할 수 있다.

순서 보장
=> 만약 패킷이 순서대로 도착하지 않는다면 TCP 세그먼트에 있는 정보를 토대로 다시 패킷 전송을 요청할 수 있다.

신뢰할 수 있는 프로토콜
=> IP 패킷의 한계인 비신뢰성(순서를 보장하지 않음)을 보완할 수 있다.

UDP(사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol))

하얀 도화지에 비유 (기능이 거의 없음)
=> 하얀 도화지처럼 커스터마이징이 가능

비 연결지향 - TCP 3 way handshake X

데이터 전달 보증 X

순서 보장 X

데이터 전달 및 순서가 보장되지 않지만, 단순하고 빠름

신뢰성보다는 연속성이 중요한 서비스(e.g. 실시간 스트리밍)에 자주 사용됨

HTTP 메세지 구조와 HTTP의 특징인 무상태성, 비연결성에 대해 이해한다.

<HTTP 특징>

1. 클라이언트 서버 구조
=> 클라이언트가 서버에 요청을 보내면 서버는 그에 대한 응답을 보내는 클라이언트 서버 구조로 이루어져 있다.

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

2. 무상태 프로토콜, 비연결성

무상태 프로토콜: 서버가 클라이언트의 상태를 보존하지 않음

응답 서버를 쉽게 바꿀 수 있기 때문에 무한한 서버 증설 가능.

한계: 로그인이 필요 없는 단순한 서비스 소개 화면 같은 경우엔 무상태로 설계할 수 있지만 로그인이 필요한 서비스라면 유저의 상태를 유지해야 되기 때문에 브라우저 쿠키, 서버 세션, 토큰 등을 이용해 상태를 유지한다.

비연결성 : 실제로 요청을 주고받을 때만 연결을 유지하고 응답을 주고나면 TCP/IP 연결을 끊는다. 이를 통해 최소한의 자원으로 서버 유지를 가능하게 한다.

TCP/IP 연결을 새로 맺어야한다. - 3 way handshake 시간 추가

웹 브라우저로 사이트를 요청하면 HTML 뿐만 아니라 자바스크립트, CSS, 추가 이미지 등 수 많은 자원이 함께 다운로드 된다.

해당 자원들을 각각 보낼 때마다 연결 끊고 다시 연결하고를 반복하는 것은 비효율적이기 때문에 지금은 HTTP 지속 연결로 문제 해결

HTTP/2, HTTP/3에서 더 많은 최적화

3. HTTP 메세지

헤더(header)

(출처: 코드스테이츠)

HTTP 요청/응답 주요 헤더

요청(Request)에서 사용되는 헤더

From: 유저 에이전트의 이메일 정보

일반적으로 잘 사용하지 않음

검색 엔진에서 주로 사용

요청에서 사용

Referer: 이전 웹 페이지 주소

현재 요청된 페이지의 이전 웹 페이지 주소

A → B로 이동하는 경우 B를 요청할 때 Referer: A를 포함해서 요청

Referer를 사용하면 유입경로 수집 가능

요청에서 사용

referer는 단어 referrer의 오탈자이지만 스펙으로 굳어짐

User-Agent: 유저 에이전트 애플리케이션 정보

클라이언트의 애플리케이션 정보(웹 브라우저 정보, 등등)

통계 정보

어떤 종류의 브라우저에서 장애가 발생하는지 파악 가능

요청에서 사용

e.g.
- user-agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/
537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/86.0.4240.183 Safari/537.36

Host: 요청한 호스트 정보(도메인)

요청에서 사용

필수 헤더

하나의 서버가 여러 도메인을 처리해야 할 때 호스트 정보를 명시하기 위해 사용

하나의 IP 주소에 여러 도메인이 적용되어 있을 때 호스트 정보를 명시하기 위해 사용

Origin: 서버로 POST 요청을 보낼 때, 요청을 시작한 주소를 나타냄

여기서 요청을 보낸 주소와 받는 주소가 다르면 CORS 에러가 발생한다.

응답 헤더의 Access-Control-Allow-Origin와 관련

Authorization: 인증 토큰(e.g. JWT)을 서버로 보낼 때 사용하는 헤더

“토큰의 종류(e.g. Basic) + 실제 토큰 문자”를 전송

e.g.

Authorization: Basic YWxhZGRpbjpvcGVuc2VzYW1l

응답(Response)에서 사용되는 헤더

Server: 요청을 처리하는 ORIGIN 서버의 소프트웨어 정보

응답에서 사용

e.g.

Server: Apache/2.2.22 (Debian)

Server: nginx

Date: 메시지가 발생한 날짜와 시간

응답에서 사용

e.g.

Date: Tue, 15 Nov 1994 08:12:31 GMT

Location: 페이지 리디렉션

웹 브라우저는 3xx 응답의 결과에 Location 헤더가 있으면, Location 위치로 리다이렉트(자동 이동)

201(Created): Location 값은 요청에 의해 생성된 리소스 URI

3xx(Redirection): Location 값은 요청을 자동으로 리디렉션하기 위한 대상 리소스를 가리킴

Allow: 허용 가능한 HTTP 메서드

405(Method Not Allowed)에서 응답에 포함

e.g.

Allow: GET, HEAD, PUT

Retry-After: 유저 에이전트가 다음 요청을 하기까지 기다려야 하는 시간

503(Service Unavailable): 서비스가 언제까지 불능인지 알려줄 수 있음

e.g.

Retry-After: Fri, 31 Dec 2020 23:59:59 GMT(날짜 표기)

Retry-After: 120(초 단위 표기)