[네트워크이론] 2.2 웹과 HTTP

(Computer Networking a top-down Approach 7th 내용입니다)

HTTP 개요

HTTP: HyperText Transfer Protocol

• 웹의 애플리케이션 계층 프로토콜
• 클라이언트/서버 모델 :
  • 클라이언트 : 웹 객체를 요청하고 받아서 보여주는 주체
  • 서버 : 요청에 맞게 웹 객체를 보내주는 주체

    TCP 사용

• 클라이언트가 서버에 TCP 커넥션을 init
• 서버가 TCP 커넥션을 수락
• 둘 사이에 HTTP 메시지(애플리케이션 계층 프로토콜 메시지)를 교환
• TCP 커넥션 closed

  Stateless

• 기본적으로 서버는 클라이언트의 지난 요청에 대한 정보를 유지하지 않는다

Non-persistent HTTP / Persistent HTTP

Non-persistent HTTP

1. TCP 커넥션 연결
2. 커넥션 통해 기껏해야 한 개의 객체 전달
3. 커넥션 종료

   Persistent HTTP

4. TCP 커넥션 연결
5. 여러 개의 객체 전달 가능
6. 커넥션 종료

Round-Trip Time(RTT)

• 클라이언트에서 출발한 패킷이 서버를 겨처서 클라이언트에 다시 돌아오기까지 걸리는 시간

Non-persistent HTTP의 response time

• TCP 커넥션 요청 이후 커넥션 응답까지의 시간 = 1 RTT
• 파일 요청 이후 파일 응답까지의 시간 = 1 RTT + 파일 전송 시간
  => Non-persistent HTTP에서 웹 객체 응답 시간 = (2RTT + 파일 전송 시간)/(1객체)

Non-persistent HTTP의 이슈

• 객체 하나당 2 RTT 필요
• TCP 커넥션 당 OS 오버헤드 존재
• 브라우저가 객체를 병렬로 받기 위해 여러 개의 TCP 커넥션을 열어놓기도 함

Persistent HTTP (HTTP1.1)

• 서버가 응답 이후에도 커넥션을 유지(일정 시간 사용되지 않으면 종료)
• 이어지는 HTTP 메시지는 해당 커넥션으로 전달
• 클라이언트는 객체에 대한 참조를 보면 바로 서버에 요청
• 같은 서버에 대해 1RTT만 소모됨 (소요되는 시간이 거의 절반)

HTTP 메시지 포맷

HTTP 요청 메시지

• ASCII (human-readable format)
• example

  GET /index.html HTTP/1.1\r\n
  Host: www-net.cs.umass.edu\r\n
  User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10.15; rv:80.0) Gecko/20100101 Firefox/80.0 \r\n
  Accept: text/html,application/xhtml+xml\r\n
  Accept-Language: en-us,en;q=0.5\r\n
  Accept-Encoding: gzip,deflate\r\n
  Connection: keep-alive\r\n
  \r\n

  1) 첫째 줄 : request line (GET, POST, HEAD, etc.)
  2) 나머지는 헤더 라인
  3) 줄 처음에 Carriage return, Line Feed가 오면 헤더 라인의 끝을 의미
• 일반화

  method space URL space 버전 cr lf
  헤더필드명 헤더값 cr lf
  ...
  헤더필드명 헤더값 cr lf
  cr lf
  엔티티 바디

  

  HTTP 응답 메시지

• example

  HTTP/1.1 200 OK\r\n
  Date: Tue, 08 Sep 2020 00:53:20 GMT\r\n
  Server: Apache/2.4.6 (CentOS) OpenSSL/1.0.2k-fips PHP/7.4.9 mod_perl/2.0.11 Perl/v5.16.3\r\n
  Last-Modified\r\n
  ETag: "a5b-52d015789ee9e"\r\n
  Accept-Ranges: bytes\r\n
  Content-Length: 2651\r\n
  Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n
  \r\n
  data data data ...

  1) 첫째 줄 status line(protocol, status code, status phrase)
  2) 나머지는 헤더 라인
  3) 줄 처음에 CRLF가 오면 헤더 라인의 끝을 의미

유저/서버 state 유지: 쿠키

• HTTP 프로토콜은 기본적으로 stateless
• 쿠키는 네 가지 컴포넌트로 구성
  1) HTTP 응답 메시지의 쿠키 헤더
  2) HTTP 요청 메시지의 쿠키 헤더
  3) 유저의 브라우저가 관리하는 유저 호스트에 저장된 쿠키 파일
  4) 웹 사이트의 백엔드 데이터베이스
• 사용 예시
  • Authorization
  • 쇼핑 바구니
  • 추천
  • 유저 세션 state (웹 이메일)

웹 캐싱

• 목표 : 오리진 서버를 거치지 않고 클라이언트의 요청에 응답
• 브라우저가 웹 캐새를 향하도록 설정
• 브라우저는 모든 HTTP 요청을 캐시로 보냄
  • 캐시에 객체가 있으면 캐시가 응답
  • 없으면 오리진 서버에 캐시 서버가 요청해서 받은 것을 클라이언트에 전달
• 웹 캐시는 클라이언트/서버 역할 둘 다 수행
• 서버는 응답 헤더를 통해 허용 가능한 캐싱 기한을 알려준다
• 캐시의 사용 목적?
  • 클라이언트 요청에 대한 응답 시간 줄이기
  • 기관 액세스 링크에 대한 트래픽 줄이기

    예시

• 시나리오 :
  • 액세스 링크 rate : 1.54Mbps
  • 기관 라우터에서 서버 사이의 RTT : 2 Sec
  • 웹 오브젝트 사이즈 : 100K bits