HTTP
HTTP: HyperText Transfer Protocol
HTTP는 웹에서 클라이언트와 서버가 데이터를 주고받기 위한 애플리케이션 계층 프로토콜이다.
클라이언트가 요청(Request)을 보내면 서버가 응답(Response)을 반환하는 Request-Response 방식으로 동작한다.
동작 방식
Client
↓ HTTP Request
Server
↓ HTTP Response
Client특징
- Request-Response 방식으로 동작한다.
- Stateless를 기본으로 한다.
- HTTP/1.x와 HTTP/2는 TCP를 기반으로 동작한다.
버전별 변화
HTTP/1.0
기본적으로 요청마다 연결을 새로 만드는 방식이 널리 사용됐다. 서버에서 여러 파일을 가져올 때 TCP 연결을 반복해서 설정하면 지연이 커질 수 있다. 다만 HTTP/1.0에서도 Connection: keep-alive를 확장 기능으로 사용할 수 있었다.
- 이미지 스플린팅: 많은 이미지가 합쳐 있는 하나의 이미지를 다운로드 받고 이를 기반으로 이미지를 표기하는 방법
- 코드 압축: 코드에서 개행 문자, 띄어쓰기를 없애서 코드의 크기를 최소화 하는 방법
- 이미지 Base64인코딩: 이미지 파일을 64비트 문자열로 인코딩 하는 방법, 서버와 연결을 열고 HTTP 요청을 할 필요가 없는 장점이 있으나 크기가 더 커지는 단점이 있음
HTTP/1.1
매번 TCP연결을 하지 않고, 한번 TCP 초기화를 하면 keep-alive 옵션으로 여러개의 파일을 송수신 할 수 있음
HOL(Head Of Line) Blocking
네트워크에서 같은 큐에 있는 패킷이 그 첫 번째 패킷에 의해 지연될 때 발생하는 성능 저하 현상
무거운 헤더 구조
HTTP/1.1의 헤더는 쿠키 등의 많은 메타데이터들이 들어 있고 압축이 되지 않아 무겁다.
HTTP/2
멀티플렉싱
여러 요청과 응답을 각각의 스트림으로 나누고, 하나의 TCP 연결에서 프레임 단위로 섞어 전송한다. 애플리케이션 계층에서는 한 응답이 늦어져도 다른 스트림의 프레임을 처리할 수 있어 HTTP/1.1의 요청 단위 HOL blocking을 줄인다.
다만 HTTP/2는 TCP 위에서 동작한다. TCP 패킷이 손실되면 재전송된 바이트가 도착할 때까지 같은 연결의 모든 HTTP/2 스트림이 영향을 받는 전송 계층 HOL blocking은 남아 있다.
애플리케이션에서 받아온 메시지를 독립된 프레임으로 조각내어 송수신한 이후 다시 조립함
단일 연결에서 여러 요청과 응답을 병렬로 처리할 수 있다.
헤더 압축
HPACK을 사용해 반복되는 헤더를 테이블로 관리하고, 필요하면 문자열을 허프만 코딩으로 압축한다.
Note.
허프만 코딩(huffman coding)
문자열을 문자 단위로 쪼개 빈도수를 세어 빈도가 높은 정보는 적은 비트 수를 사용하여 표현하고, 빈도가 낮은 정보는 비트 수를 많이 사용하여 표현하여 전체 데이터의 표현에 필요한 비트량을 줄임
서버 푸시
HTTP/2에서는 클라이언트의 요청 없이 서버가 리소스를 푸시할 수 있음.
HTTP/3
TCP 대신 QUIC(UDP 기반)을 사용하여 연결 설정 시간을 줄이고 TCP의 HOL Blocking 문제를 해결하였다.
Note.
QUIC
UDP를 기반으로 동작하는 전송 프로토콜. TLS를 프로토콜 내부에 포함하여 연결 설정 시간을 줄이고, 여러 스트림을 독립적으로 관리하여 TCP의 HOL Blocking 문제를 개선하였다.
HTTPS
HTTPS는 HTTP 메시지를 TLS로 보호해 전송하는 방식이다. TLS는 통신 내용을 암호화하고, 메시지가 변조되지 않았는지 확인하며, 인증서를 통해 서버의 신원을 검증한다.
HTTP/1.1과 HTTP/2는 일반적으로 TLS가 보호하는 TCP 연결 위에서 동작한다. HTTP/3는 TLS 1.3을 통합한 QUIC 위에서 동작한다.
SSL/TLS(Secure Socket Layer/Transport Layer Security Protocol)
애플리케이션 데이터에 기밀성, 무결성, 인증을 제공하는 보안 프로토콜이다. TLS 핸드셰이크에서는 사용할 암호 스위트를 협상하고, 인증서를 검증하고, 이후 데이터를 보호할 세션 키를 만든다.
보안 세션
TLS 핸드셰이크로 합의한 키와 암호화 매개변수를 이용해 애플리케이션 데이터를 보호한다. 과거의 SSL은 현재 사용하지 않으며, 일반적으로 TLS라는 이름을 사용한다.