# 1주차 인터넷 네트워크 & URI와 웹 브라우저 요청 흐름
# 목표
스터디를 통해 모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식 (opens new window)을 듣고 요약하며 나누고 싶은 내용을 정리한다.
# TCP/IP 4계층
# Application Layer
- 서버 혹은 클라이언트의 애플리케이션이 해당 계층에서 동작한다. 웹 브라우저가 이에 해당한다.
# Transport Layer
- 통신 노드 간의 연결을 제어하고 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당한다.
# Internet Layer
- 통신 노드 간의 IP 패킷을 전송하며 라우팅을 담당한다.
# Network Interface Layer
- 물리적인 주소로 MAC을 사용한다.
# IP (인터넷 프로토콜)
- 지정한 IP 주소로 데이터를 전달한다.
- 통신 단위는
패킷(Packet)을 활용한다.
하지만 인터넷 망은 그리 단순하지 않다. 목적지 IP 까지 도달하기 위해 매우 많은 노드를 거쳐 간다.
또한 IP는 아래와 같은 명확한 한계를 가지고 있다.
비연결성이기 때문에 패킷을 받을 대상이 없거나 서비스 불능 상태여도 패킷은 전송된다.비신뢰성이기 때문에 중간에 패킷이 사라질 수 있고, 데이터가 여러 패킷으로 나눠 전달될 경우 순서 또한 보장하지 않는다.- 같은 IP를 사용하는 서버에서 통신하기 위한 애플리케이션이 둘 이상인 경우 구분할 수 있는 수단이 없다. IP는 마치 아파트 이름과 같다. 상세한 주소(통신하기 위한 애플리케이션)을 모른다면 결국 패킷을 전달할 수 없다.
# 애플리케이션이 둘 이상?
만약 내가 게임도 하고 스트리밍을 통해 음악을 듣고 있다면 둘 이상의 애플리케이션을 사용하고 있는 것과 같다.
# TCP
전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol)의 준말로 아래와 같은 특징들로 IP의 단점들을 보완해준다.
TCP 3 way handshake를 활용한가상 연결을 활용하기 때문에연결 지향적이다.- 데이터가 전달되는 것을 보장한다. -
신뢰성 보장 - 정확한 순서로 데이터를 받을 수 있도록 보장한다. -
신뢰성 보장
정리하면 TCP는 신뢰할 수 있는 프로토콜이다. 현재는 대부분 TCP를 활용하고 있다.
# TCP 3 way handshake
아래는 TCP 3 way handshake의 연결 과정을 그림으로 표현한 것이다.
- SYN은 접속 요청을 의미한다.
- ACK는 요청 수락을 의미한다.
- 보통
3.ACK에 데이터를 함께 전송한다.
위 연결은 물리적인 연결이 아닌 논리적 연결, 즉 가상 연결이다. 이러한 연결 덕분에 데이터의 전달을 보증하고 순서를 보장한다.
# UDP
사용자 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol)의 준말로 TCP에 비해 간단한 구조를 가진 프로토콜이다.
- 기능을 거의 가지고 있지 않다. 그렇기 때문에 데이터의 전달과 순서를 전혀 보장하지 않는다.
- 단순하기 때문에 빠른 전송 속도를 가진다. TCP는 연결성이기 때문에 상대적으로 느리다.
- IP와 거의 유사하지만 추가적으로 port와 체크섬을 진행한다.
- 앞서 언급한 것처럼 기능을 거의 가지고 있지 않기 때문에 애플리케이션 레벨에서 추가적인 작업이 필요하다. 즉 원하는 방법으로 커스텀이 가능하다.
# HTTP/3
HTTP/3에서는 추가적인 최적화를 통해 TCP가 아닌 UDP를 사용한다고 한다.
# PORT
IP는 목적지 서버를 찾는 목적이다. PORT는 목적지 서버에서 애플리케이션을 구분하기 위한 용도이다. 정리하면 같은 IP 내 에서 프로세스를 구분하기 위한 용도이다.
PORT는 0 ~ 65535 중 하나로 할당이 가능하다. 그 중 0 ~ 1023은 well known PORT (opens new window) 이기 때문에 사용하지 않는 것이 좋다.
# DNS
IP는 단순히 숫자의 조합으로 이루어져 있다. 즉 사람이 기억하기 어려운 형태를 가지고 있다. 또한 IP는 변경될 가능성을 내포하고 있다.
이때 도메인 명을 적절한 IP 주소로 변환해주는 역할을 담당하는 것은 DNS(Domain Name Server)이다.
# DNS는 누가 운영하는가?
주로 회사나 기관이 운영한다. ex) google, cloudflare 등
# URI (Uniform Resource Identifier)
URI는 특정한 리소스를식별하기 위한 용도로 활용된다.URI는 세부적으로URL과URN을 포함한다.- URL은 리소스의 위치를 나타낸다. (ex. ~에 매트가 살고 있다.)
- URN은 리소스의 이름 그 자체이다. (ex. 매트)
하지만 URN을 활용하여 리소르를 찾는 방법은 보편화 되지 않았다.
# URL
scheme://[userinfo]host[:port][/path][?query][#fragment]
# scheme
- 주로 프로토콜을 작성한다. http는 80, https 443을 주로 사용하기 때문에 웹 브라우저에 의해 생략할 수 있다.
# userinfo
- URL에 사용자 정보를 포함해서 인증할 때 사용한다. 거의 사용하지 않기 때문에 생략한다.
# host
- 호스트명을 의미한다. 도메인 명이나 IP 주소를 직접 사용한다.
# port
- 접속 PORT를 작성한다. 서버 내에서 작동하는 여러 프로세스를 구분하기 위한 용도로 활용한다. 해당 PORT는 OS가 관리하며 여러 프로세스가 공유할 수 없다.
# path
- 리소스 경로를 의미하며 주로
계층적 구조를 활용한다.
# query
key=value의 형태이다.?로 시작하며&로 추가가 가능하다.- 보통
query parameter,query string등으로 불린다.
# fragment
- html 내부 북마크를 위해 사용된다.
# 웹 브라우저 요청 흐름
- 리소스 요청 시 웹 브라우저가 HTTP 메시지를 생성한다.
- socket 라이브러리를 통해 TCP/IP로 3 way handshake 실행 후 서버와 가상 연결을 진행한다.
- TCP/IP 계층으로 데이터 전송을 위한 데이터를 전달한다. 이때 HTTP 메시지가 포함된 TCP/IP 패킷을 생성한다.
- 서버에 요청 패킷이 도착하면 패킷 껍데기를 버리고 HTTP 메시지를 해석한다.
- HTTP 응답 메시지 또한 동일하게 패킷으로 전달한다.
- 수 많은 노드를 거쳐 응답 패킷이 도착하면 웹 브라우저는 HTML 랜더링을 통해 화면에 보여준다.
# 공유하고 싶은 내용
# TCP와 UDP의 차이점
- TCP는 연결성이며 신뢰성을 보장한다.
- UDP는 비연결성이며 신뢰성을 보장하지 않는다.
# 3 way handshake
- 3 way handshake를 진행할 때 패킷에는 어떠한 정보가 들어있는가?
# 클라이언트의 PORT는 어떻게 할당되는가?
- 남은 PORT 중 랜덤으로 할당된다. 서버 측은 포트 포워딩을 통해 열어둔 PORT를 지정한다.
# References
모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식 (opens new window)
TCP/UDP의 잘 알려진 서비스 포트 번호 목록 - well known port (opens new window)