기본적으로 HTTP는 애플리케이션 계층(응용 계층)으로서 웹 서비스 통신에 사용됨
HTTP/1.0
- 한 연결당 하나의 요청만 처리 가능
- 요청마다 TCP 연결을 새로 생성해야 함
RTT 증가
- 연결마다 TCP 3-way 핸드셰이크가 반복되므로
RTT가 계속 누적, 성능 저하 발생
RTT
패킷이 목적지에 도달하고 나서 다시 출발지로 돌아오기까지 걸리는 시간이며 패킷 왕복 시간
RTT의 증가를 해결하기 위한 방법
📌 이미지 스플리팅
- 여러 아이콘 이미지를 하나의 큰 이미지로 합침
- 필요 부분은 CSS background-position으로 선택
#icons>li>a {
background-image: url("icons.png");
width: 25px;
display: inline-block;
height: 25px;
repeat: no-repeat;
}
#icons>li:nth-child(1)>a {
background-position: 2px -8px;
}
#icons>li:nth-child(2)>a {
background-position: -29px -8px;
}하나의 이미지인 icons.png를 기반으로 background-position을 통해 2개의 이미지를 설정한것을 볼 수 있음
📌 코드 압축
- JS/CSS 코드에서 공백, 줄바꿈 제거
- 파일 크기 최소화 → 전송 시간 단축
// before
const express = require('express')
const app = express()
const port = 3000
app.get('/', (req, res) => {
res.send('Hello World!')
})
app.listen(port, () => {
console.log(`Example app listening on port ${port}`)
})
// after
const express=require("express"),app=express(),port=3e3;app.get("/",(e,p)=>{p.send("Hello World!")}),app.listen(3e3,()=>{console.log("Example app listening on port 3000")});📌 이미지 Base64 인코딩
- 이미지를 텍스트 문자열로 인코딩
- 별도 요청 없이 HTML 안에서 즉시 렌더링 가능
- 단점: 파일 크기 약 37% 증가
인코딩
정보의 형태나 형식을 표준화, 보안, 처리 속도 향상, 저장 공간 절약 등을 위해 다른 형태나 형식으로 변환하는 처리 방식
HTTP/1.1
- keep-alive 기본 지원
- 한 번 TCP 연결(3-way 핸드셰이크) 후 다수의 요청/응답 처리 가능
- 요청마다 TCP를 새로 맺을 필요 없음
Keep-Alive
한 연결을 계속 유지하며 여러 리소스를 연속 요청
ex) HTML → 이미지 → CSS → JS 요청까지 한 연결 안에서 처리
여전히 존재하는 단점
📌 HOL Blocking(Head Of Line Blocking)
- 선두에 있는 요청이 지연되면 뒤 요청도 줄줄이 대기
- 즉, 동시에 요청을 보내도 처리 순서는 직렬이라
빠른 리소스도 늦게 도착할 수 있음
image.jpg가 늦게 도착하면 styles.css, data.xml도 기다려야 함📌 무거운 헤더 구조
- 헤더가 크고 압축되지 않음
- 쿠키, 메타데이터 등으로 트래픽 낭비 많음
HTTP/2
- SPDY 프로토콜 기반에서 파생
- 지연 시간 감소, 속도 향상, 효율성 강화
멀티플렉싱
- 하나의 TCP 연결 안에서 여러 요청/응답을 병렬로 처리
- 각 요청은 스트림 단위로 나뉨
- 각 스트림은 프레임으로 조각내어 송수신
- 손실된 스트림만 지연 → 나머지 스트림은 영향 없음
- HTTP/1.1의 HOL Blocking 문제 해결
스트림(stream)
시간이 지남에 따라 사용할 수 있게 되는 일련의 데이터 요소를 가리키는 데이터 흐름
헤더 압축
- HTTP/1.x의 무거운 헤더 문제를 해결하기 위해
- HPACK이라는 압축 방식 도입
- 내부적으로 허프만 코딩 알고리즘 사용
📌 허프만 코딩(Huffman Coding)
- 빈도가 높은 데이터: 짧은 비트
- 빈도가 낮은 데이터: 긴 비트
→ 전체적으로 데이터량 절감
- 반복되는 헤더(예: 쿠키 등)를 효율적으로 압축
서버 푸시
- 클라이언트 요청이 없어도 서버가 먼저 리소스를 전송 가능
- 예: HTML 요청 시 → CSS, JS 파일을 자동으로 푸시
HTTPS
- HTTP + SSL/TLS = HTTPS
- 전송 계층과 애플리케이션 계층 사이에 SSL/TLS 계층을 추가하여
데이터 암호화, 인증, 무결성을 보장
SSL/TLS
- 보안 세션을 생성하여 암호화된 통신 제공
- 보안 세션이 만들어질 때 인증 메커니즘, 키 교환 암호화 알고리즘, 해싱 알고리즘이 사용됨
- 공격자가 서버인 척하며 사용자 정보를 가로채는 인터셉터 방지
- 한 번의 1-RTT 핸드셰이크로 키 교환 및 인증 진행
📌 보안 세션 흐름
1️⃣ 클라이언트 → 서버
지원 가능한 암호 규약(Cipher Suite) 리스트 전달
2️⃣ 서버 → 클라이언트
인증서 + 암호 방식 선택 → 공개키 전달
3️⃣ 양쪽에서 공개키 + 개인키로 세션키 생성(PSK)
4️⃣ 세션 암호화 통신 시작
세션
운영체제가 어떠한 사용자로부터 자신의 자산 이용을 허락하는 일정한 기간
즉, 사용자는 일정 시간 동안 응용 프로그램, 자원 등을 사용 가능
📌 사이퍼 슈트
프로토콜, AEAD 사이퍼 모드, 해싱 알고리즘이 나열된 규약
- TLS_AES_128_GCM_SHA256
- TLS_AES_256_GCM_SHA384
- TLS_CHACHA20_POLY1305_SHA256
- TLS_AES_128_CCM_SHA256
- TLS_AES_128_CCM_8_SHA256
예시
- TLS_AES_128_GCM_SHA256
- TLS: 프로토콜
- AES_128_GCM: 암호화 방식
- SHA256: 해싱 알고리즘
📌 AEAD 사이퍼 모드
- Authenticated Encryption with Associated Data
- 암호화와 인증을 동시에 수행하는 방식
- ex) AES_128_GCM, CHACHA20_POLY1305 등
📌 인증 메커니즘 (CA 인증서)
- CA(인증기관)가 발급한 인증서를 통해 서버의 신뢰성과 공개키를 클라이언트에 제공
- 예시 기업: GlobalSign, Comodo, Amazon
- 인증서 = 서비스 정보 + 공개키 + 지문(fingerprint) + 디지털 서명
개인키: 비밀키라고도 하며, 개인이 소유하고 있는 키이자 반드시 자신만이 소유해야 하는 키
공개키: 공개되어 있는 키
📌 해싱 알고리즘
- 대표적으로 SHA-256 사용
- 데이터를 일정한 길이의 무작위 같은 문자열로 변환
- 비밀번호 저장, 무결성 확인 등에 필수
SHA-256 알고리즘
해시 함수의 결괏값이 256비트인 알고리즘
해시: 다양한 길이를 가진 데이터를 고정된 길이를 가진 데이터로 매핑한 값
해싱: 임의의 데이터를 해시로 바꿔주는 일이며 해시 함수가 이를 담당
해시 함수: 임의의 데이터를 입력으로 받아 일정한 길이의 데이터로 바꿔주는 함수
SEO에도 도움이 되는 HTTPS
- 검색 결과 상위 노출을 위한 기술적 최적화
- 구글은 HTTPS 사용 여부를 랭킹 요소로 명시함
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| 캐노니컬 설정 | 중복 콘텐츠를 하나로 간주 |
| 메타 설정 | 제목/설명 키워드 최적화 |
| 페이지 속도 | 로딩 속도 향상, 점수 측정 툴: PageSpeed Insights |
| 사이트맵 | 검색엔진이 페이지 구조 인식 (예: sitemap.xml) |
HTTPS 구축 방법
1️⃣ CA로부터 인증서 구매 후 직접 서버에 적용
2️⃣ 로드밸런서에서 HTTPS 처리
3️⃣ CDN(Cloudflare 등)을 통해 HTTPS 제공
HTTP/3
- HTTP/1.1 → TCP 기반
- HTTP/2 → TCP + TLS 기반 (멀티플렉싱 도입)
- HTTP/3 → UDP + QUIC 기반
→ 빠른 연결, 지연 시간 감소, 안정성 확보
- 새로운 계층 QUIC 위에서 동작
QUIC
Google이 개발한 UDP 기반 전송 계층 프로토콜
- UDP 기반 → 3-way 핸드셰이크 불필요
- TLS 1.3 내장 → 암호화 기본 적용
- 멀티플렉싱 기본 지원
- FEC (Forward Error Correction)
→ 패킷 손실을 스스로 복구함 → 영상/모바일에 유리
초기 연결 설정 시 지연 시간 감소
-
초기 연결에서 TCP처럼 3-웨이 핸드셰이크 안 함
-
최초 접속: 1-RTT, 재접속 시: 0-RTT
→ 브라우저에서 즉시 통신 시작 가능체감 속도 향상, 특히 모바일 환경에서 유리
참고: 북스터디 - 면접을 위한 CS 전공지식 노트 (Chapter 2-5)
