[HTTP/네트워크] 브라우저의 작동 원리 1 (보이지 않는 곳)

KIM DA MI·2023년 3월 28일

DNS PORT URI http ip url 도메인

HTTP/네트워크

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1. URL과 URI

브라우저의 주소창에 입력한 URL은 서버가 제공되는 환경에 존재하는 파일의 위치를 나타낸다.
예를 들어 https://codestates.com:443/ 사이트에 접속하게 되면, codestates.com 주소가 가리키는 서버의 기본 폴더를 뜻한다.

CLI 환경에서 폴더와 파일의 위치를 찾아 이동하듯이, 슬래시(/)를 이용해 서버의 폴더에 진입하거나 파일을 요청할 수 있다.

그러나 기본적인 보안의 일환으로 외부에서 직접 접근이 가능한 경우는 거의 없다.
브라우저로 PC의 폴더와 파일을 탐색하는 방법
```
# Ubuntu: 
file://127.0.0.1/home/username/Desktop/

# macOS: 
file://127.0.0.1/Users/username/Desktop/
```
- username에는 사용자 이름을 입력한다.
위 URL을 크롬 브라우저에 입력하면, 크롬 브라우저를 파일 탐색기로 쓸 수 있다.
이어서 입력한 URL의 각 부분이 무엇을 나타내는지 살펴보자.

`URL`, `URI`의 구성

URL

URL은 Uniform Resource Locator의 줄임말로,
네트워크 상에서 웹 페이지, 이미지, 동영상 등의 파일이 위치한 정보를 나타낸다.

URL은 scheme, hosts, url-path로 구분할 수 있다.
- 가장 먼저 작성하는 scheme은 통신 방식(프로토콜)을 결정한다.
  일반적인 웹 브라우저에서는 http(s)를 사용한다.
- hosts는 웹 서버의 이름이나 도메인, IP를 사용하며 주소를 나타낸다.
- url-path는 웹 서버에서 지정한 루트 디렉토리부터 시작하여 웹 페이지, 이미지, 동영상 등이 위치한 경로와 파일명을 나타낸다.

URI

URI는 Uniform Resource Identifier의 줄임말로,
일반적으로 URL의 기본 요소인 scheme, hosts, url-path에 더해 query, fragment를 포함한다.

query는 웹 서버에 보내는 추가적인 질문이다. 위 그림의 http://www.google.com:80/search?q=JavaScript 를 브라우저의 검색창에 입력하면, 구글에서 JavaScript를 검색한 결과가 나타난다.

fragment는 일종의 북마크 기능을 수행하며 URL에 fragment(#)와 특정 HTML 요소의 id를 전달하면 해당 요소가 있는 곳으로 스크롤을 이동할 수 있다.

브라우저의 검색창을 클릭하면 나타나는 주소가 URI이다.
URI는 URL을 포함하는 상위개념이다.
따라서, 'URL은 URI다.' 는 참이고, 'URI는 URL이다.' 는 거짓이다.

부분	명칭	설명
`file://`, `http://`, `https://`	scheme	통신 프로토콜
`127.0.0.1`, `www.google.com`	hosts	웹 페이지, 이미지, 동영상 등의 파일이 위치한 웹 서버, 도메인 또는 IP
`:80`, `:443`, `:3000`	port	웹 서버에 접속하기 위한 통로
`/search`, `/Users/username/Desktop`	url-path	웹 서버의 루트 디렉토리로부터 웹 페이지, 이미지, 동영상 등의 파일이 위치까지의 경로
`q=JavaScript`	query	웹 서버에 전달하는 추가 질문

127.0.0.1 은 로컬 PC를 나타낸다.
port는 서버로 진입할 수 있는 통로이다.

2. IP와 PORT(포트)

서울특별시청을 찾아가기 위해서는 서울특별시청의 주소를 알아야 한다.
마찬가지로 네트워크 상에서 서울특별시청에 근무하는 김코딩 사무관의 PC에 접속하기 위해서는, 김코딩 사무관의 PC를 가리키는 주소를 알아야 한다.

이렇게 네트워크에 연결된 특정 PC의 주소를 나타내는 체계를 IP address(Internet Protocol address, IP 주소)라고 한다.

이번에는 네트워크 상에서 특정 PC를 나타내는 IP 주소와 그 주소에 진입할 수 있는 정해진 통로, PORT(포트)에 대해 알아보자.

IP address

공유기를 설치하고 비밀번호를 설정하려면, 공유기 관리 페이지에 접속해야 한다.
웹 브라우저에 닷(.)으로 구분된 네 덩이의 숫자를 입력하면, 공유기의 관리 페이지로 접속할 수 있다.
이때 사용되는 네 덩이의 숫자를 IP 주소라고 한다.
IP는 Internet Protocol의 줄임말로, 인터넷상에서 사용하는 주소체계를 의미한다.
인터넷에 연결된 모든 PC는 IP 주소체계를 따라 네 덩이의 숫자로 구분된다.
이렇게 네 덩이의 숫자로 구분된 IP 주소체계를 IPv4라고 한다.
IPv4는 Internet Protocol version 4의 줄임말로, IP 주소체계의 네 번째 버전을 뜻한다.

터미널에서 IP 주소를 확인하는 방법 : `nslookup`을 이용

터미널에서 간단한 명령어로, 자주 이용하는 코드스테이츠의 IPv4 주소를 확인할 수 있다.
터미널을 열고, nslookup codestates.com 을 입력하면, 다음과 같은 화면을 만날 수 있다.
IPv4는 각 덩어리마다 0부터 255까지 나타낼 수 있다.
따라서 2^(32)인 약 43억 개의 IP 주소를 표현할 수 있다.

그중에서 몇 가지는 이미 용도가 정해져 있는데, 특히 다음과 같은 IP 주소는 반드시 기억해야 한다.
- localhost, 127.0.0.1 : 현재 사용 중인 로컬 PC를 지칭한다.
- 0.0.0.0 255.255.255.255 : broadcast address, 로컬 네트워크에 접속된 모든 장치와 소통하는 주소이다.
  서버에서 접근 가능 IP 주소를 broadcast address 로 지정하면, 모든 기기에서 서버에 접근할 수 있다.

IPv4와 IPv6

인터넷 보급률이 낮았던 초기에는 IPv4 (IP version 4)으로 네트워크에 연결된 PC에 주소를 할당하는 일이 가능했다.
그러나 개인 PC의 보급으로 전 세계의 누구나 PC를 이용해 인터넷에 접속하고, 각종 서비스를 위해 서버를 생산하면서 IPv4로 할당할 수 있는 PC가 한계를 넘어서게 되었다.
이를 위해 세상에 나오게 된 것이 IPv6(IP version 6) 이다.
IPv6는 표기법을 달리 책정하여 2^(128)개의 IP 주소를 표현할 수 있다.

PORT

터미널에서 리액트를 실행하면 나타나는 화면에는, 로컬 PC의 IP 주소인 127.0.0.1 뒤에 :3000과 같은 숫자가 표현된다.

이 숫자는 IP 주소가 가리키는 PC에 접속할 수 있는 통로(채널)를 의미한다.
리액트를 실행했을 때에는 로컬 PC의 IP 주소로 접근하여, 3000번의 통로를 통해 실행 중인 리액트를 확인할 수 있다.

이미 사용 중인 포트는 중복해서 사용할 수 없다.
만약 다른 프로그램에서 3000번 포트를 사용 중이라면, 다음과 같이 다른 포트 번호(3001)로 리액트가 실행된다.

포트 번호는 0~ 65535번 까지 사용할 수 있다.

그 중에서 0 ~ 1024번 까지의 포트 번호는 주요 통신을 위한 규약에 따라 이미 정해져 있다.
반드시 알아야 할 잘 알려진 포트 번호는 다음과 같다.
- 22 : SSH
- 80 : HTTP
- 443: HTTPS
- 더 많은 포트 번호 확인하기

이미 정해진 포트 번호라도, 필요에 따라 자유롭게 사용할 수 있다.
HTTP(:80), HTTPS(:443)과 같이 잘 알려진 포트의 경우, https://codestates.com:443이 아닌 https://codestates.com처럼 포트 번호를 URI에 생략할 수 있지만,
그 외의 잘 알려지지 않은 포트(3000과 같은 임시 포트)는 반드시 포트 번호를 포함해야 한다.

3. 도메인과 DNS

Domain name

웹 브라우저를 통해 특정 사이트에 진입을 할 때, IP 주소를 대신하여 사용하는 주소가 있다.
만약 IP 주소가 지번 또는 도로명 주소라면, 도메인 이름은 해당 주소에 위치한 상호로 볼 수 있다.

예시

택시를 타고 목적지에 도착하는 상황을 가정해보자.
서울 중구 세종대로 110이라는 도로명 주소가 있다.
택시를 타고, 기사님께 도로명 주소를 전달하면, 무사히 목적지에 도착할 수 있다.
그러나 도로명 주소 특성상 주소 자체가 상당히 길고, 주소지만 보면 어떤 건물이 있는지 파악하기 어렵다.

도로명 주소를 대신해서, 상호나 건물의 이름을 택시 기사님께 전달할 수도 있다.
기사님께 서울시청까지 가달라는 메시지를 전달해도, 무사히 목적지에 도착할 수 있다.

이와 유사하게 도메인 이름을 이용하면, 한눈에 파악하기 힘든 IP 주소를 보다 간단하게 나타낼 수 있다.

다음과 같이, 터미널에서 도메인 이름을 통해 IP 주소를 확인하는 명령어 nslookup으로 codestates.com 의 IP 주소를 확인할 수 있다.
위 그림에서 IP 주소는 3.34.112.225 이고, 도메인 이름은 codestates.com 이다.

DNS

네트워크 상에 존재하는 모든 PC는 IP 주소가 있다.

그러나 모든 IP 주소가 도메인 이름을 가지는 것은 아니다.
로컬 PC를 나타내는 127.0.0.1 은 localhost 로 사용할 수 있지만,
그 외의 모든 도메인 이름은 일정 기간 동안 대여하여 사용한다.

그렇다면 이렇게 대여한 도메인 이름과 IP 주소는 어떻게 매칭하는 걸까?

브라우저의 검색창에 도메인 이름을 입력하여 해당 사이트로 이동하기 위해서는 해당 도메인 이름과 매칭된 IP 주소를 확인하는 작업이 반드시 필요하다.

네트워크에는 이것을 위한 서버가 별도로 있는데 이를 DNS(Domain Name System)이라고 한다.
DNS는 호스트의 도메인 이름을 IP 주소로 변환하거나 반대의 경우를 수행할 수 있도록 개발된 데이터베이스 시스템이다.
만약 브라우저의 검색창에 naver.com을 입력한다면,
이 요청은 DNS에서 IP 주소(ex.125.209.222.142)를 찾는다.
그리고 이 IP 주소에 해당하는 웹 서버로 요청을 전달하여 클라이언트와 서버가 통신할 수 있도록 한다.

4. 크롬 브라우저 에러 읽기

Chrome 브라우저를 사용하다 보면 누구나 한 번쯤 에러 메시지를 만날 수 있다.
이 에러 메시지는 웹페이지를 제공하는 서버와 Chrome 브라우저가 소통하는 단계, 또는 기기와 네트워크의 연결, Chrome 브라우저가 해석할 수 없는 데이터를 전송받은 경우 발생한다.

아래에서 설명하는 에러 메시지는 Chrome 브라우저를 사용하면 만날 수 있는 잘 알려진 에러 메시지이다.
Chrome 브라우저의 Aw, Snap! (앗, 이런!) 에러 페이지
- Chrome 브라우저를 제공하는 구글은 이런 에러 메시지를 어떻게 핸들링해야 하는지 잘 설명해두었다.
- 이러한 에러 메시지를 만났을 때 어떤 에러인지 알아야 차분히 해결할 수 있다.

Aw, Snap! (앗, 이런!)

웹페이지 대신 '앗, 이런!' 에러 페이지 또는 다른 에러 메시지가 표시된다면, Chrome 브라우저가 웹 페이지를 로드하는 데에 문제가 발생한 경우이다.
이 경우 페이지가 느리게 로드되거나, 열리지 않을 수도 있다.
다음 에러 메시지가 나타난다면, 페이지를 여는 중에 문제가 발생했다는 뜻이다.

에러 메시지와 설명

Error Message	Description
"Aw, Snap!" ("앗, 이런!")	Chrome 브라우저에서 페이지를 로드하는 데 문제가 발생했습니다.
ERR_NAME_NOT_RESOLVED	호스트 이름(웹 주소)이 존재하지 않습니다.
ERR_INTERNET_DISCONNECTED	사용 중인 기기가 인터넷에 연결되지 않았습니다.
ERR_CONNECTION_TIMED_OUT ERR_TIMED_OUT	페이지에 연결하는 데 시간이 너무 오래 걸립니다. 인터넷 연결이 너무 느리거나, 웹페이지에 접속한 사용자가 많아서 발생할 수 있습니다.
ERR_CONNECTION_RESET	웹페이지 연결을 방해하는 요소가 어딘가에 발생했습니다.
ERR_NETWORK_CHANGED	웹페이지를 로드하는 중에 기기의 네트워크 연결이 해제되었거나, 새로운 네트워크에 연결되었습니다.
ERR_CONNECTION_REFUSED	웹페이지에서 Chrome 브라우저의 연결을 허용하지 않았습니다.
ERR_CACHE_MISS	웹페이지로부터 이전에 입력한 정보를 다시 한번 제출하도록 요청받았습니다.
ERR_EMPTY_RESPONSE	웹페이지에서 데이터를 전혀 전송하지 않았으며, 데이터를 전송할 서버가 다운되었을 수 있습니다.
ERR_SSL_PROTOCOL_ERROR	페이지에서 전송된 데이터를 Chrome 브라우저가 해석하지 못했습니다.
ERR_BAD_SSL_CLIENT_AUTH_CERT	클라이언트 인증서(은행 또는 회사 내부 웹사이트 등)에 오류가 발생하여 웹페이지에 로그인할 수 없습니다.

전체 에러 메시지 목록은 크롬 브라우저의 검색창에 chrome://network-errors/를 입력하여 확인할 수 있다.

위의 에러 메시지를 만나면, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.
- 웹페이지가 열리지 않는다.
- HTTPS가 적용된 웹페이지가 열리지 않는다.
- 사진이 로드되지 않는다.
- 새 탭이 로드되지 않는다.

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1. URL과 URI

`URL`, `URI`의 구성

URL

URI

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