웹의 동작 원리

December 23rd, 2021



오늘의 나보다 성장한 내일의 나를 위해…













웹의 동작 원리는 면접을 하면서 한 2~3번은 나온 것 같다. 하지만 질문 받을 때마다 확신있게 대답을 못한 것 같아서 이번 기회에 제대로 정리하고 다음에는 확실하게 말해보려 한다.


:pushpin: Q: 브라우저에 naver.com 이라는 url를 치고 엔터를 누르면 내부적으로 어떻게 동작하는지 설명해주세요.



  1. 사용자가 웹 브라우저의 검색창에 특정 사이트의 주소를 입력한다.

       1-1. 웹 브라우저가 DNS에게 특정 사이트의 (도메인)주소를 요청한다.

  2. DNS가 웹 브라우저에게 사이트의 IP 주소를 응답한다.

  3. 웹 브라우저가 웹 서버에게 IP 주소를 이용하여 html 문서를 요청한다.

  4. 웹 서버는 바로 웹 페이지를 공급하지 못하고, 웹 애플리케이션 서버와 데이터 베이스에서 웹 페이지 작업을 처리한다.

  5. 작업 처리 결과를 웹 서버로 보낸다.

  6. 웹 서버는 웹 브라우저에게 html 문서 결과를 응답한다. 그리고 웹 브라우저는 화면에 웹 페이지를 출력한다.


참고


:pushpin: 웹 클라이언트


  • 웹 클라이언트는 웹 서버에 자료를 요청하기 위해 http를 사용하는 클라이언트 프로그램


ex: Internet Explorer, FireFox, Chrome, Safari 등


:pushpin: 웹 서버


  • 소프트웨어와 하드웨어로 구분된다.

  • 하드웨어
    • Web 서버가 설치되어 있는 컴퓨터
  • 소프트웨어
    • 웹 브라우저 클라이언트로부터 HTTP 요청을 받아 정적인 컨텐츠(.html .jpeg .css 등)를 제공하는 컴퓨터 프로그램


  • Web Server의 기능
    • HTTP 프로토콜을 기반으로 하여 클라이언트(웹 브라우저 또는 웹 크롤러)의 요청을 서비스 하는 기능을 담당
    • 웹 서버의 가장 중요한 기능은 클라이언트가 요청하는 HTML 문서나 각종 리소스를 전달하는 것
    • 정적인 컨텐츠 제공
    • WAS를 거치지 않고 바로 자원을 제공함
    • 동적인 컨텐츠 제공을 위한 요청 전달
    • 클라이언트의 요청(Request)을 WAS에 보내고, WAS가 처리한 결과를 클라이언트에게 전달(응답, Response)한다.
    • 클라이언트는 일반적으로 웹 브라우저를 의미한다.


ex: Apache, Nginx, Microsoft, Google 웹서버이다.


:pushpin: 웹 애플리케이션 서버(WAS)


  • 브라우저 DBMS(데이터 베이스 관리 시스템) 사이에서 동작하는 미들웨어이다.
  • DB 조회나 다양한 로직 처리를 요구하는 동적인 컨텐츠를 제공하기 위해 만들어진 Application Server
  • “웹 컨테이너(Web Container) ” 혹은 “서블릿 컨테이너(Servlet Container)”라고도 불린다


여기서 미들웨어란, 클라이언트와 DBMS 사이에서 중개 역할을 하는 미들웨어이다.


클라이언트는 단순히 미들웨어에게 요청을 보내고, 미들웨어에서는 대부분의 로직을 수행한다.


데이터를 조작할 일이 있으면 미들웨어가 DBMS에 접속하기도 한다.

  • WAS의 기능
    • 프로그램 실행 환경과 DB 접속 기능 제공
    • 여러 개의 트랜젝션(논리적인 작업 단위) 관리 기능
    • 업무를 처리하는 비즈니스 로직 수행


:pushpin: Static Pages와 Dynamic Pages



Static Pages


  • Web Server는 파일 경로 이름을 받아 경로와 일치하는 file contents를 반환한다.
  • 항상 동일한 페이지를 반환한다.
  • ex) image, html, css, javascript 파일과 같이 컴퓨터에 저장되어 있는 파일들


Dynamic Pages


  • 인자의 내용에 맞게 동적인 contents를 반환한다.
  • 즉, 웹 서버에 의해서 실행되는 프로그램을 통해서 만들어진 결과물 -> Servlet: WAS 위에서 돌아가는 Java Program
  • 개발자는 Servlet에 doGet()을 구현한다.



:pushpin: Web Server와 WAS를 구분하는 이유



  • Web Server가 필요한 이유
    • 클라이언트(웹 브라우저)에 이미지 파일(정적 컨텐츠)을 보내는 과정을 생각해보자
      • 이미지 파일과 같은 정적인 파일들은 웹 문서(HTML 문서)가 클라이언트로 보내질 때 함께 가는 것이 아니다.
      • 클라이언트는 HTML 문서를 받고 그에 맞게 필요한 이미지 파일들을 다시 서버로 요청하면 그때서야 이미지 파일을 받아온다.
      • Web Server를 통해 정적인 파일들을 Application Server까지 가지 않고 앞단에서 빠르게 보내줄 수 있다.
    • 따라서 Web Server에서는 정적 컨텐츠만 처리하도록 기능을 분배하여 서버의 부담을 줄일 수 있다.


  • WAS가 필요한 이유
    • 웹 페이지는 정적 컨텐츠와 동적 컨텐츠가 모두 존재한다.
      • 사용자의 요청에 맞게 적절한 동적 컨텐츠를 만들어서 제공해야 한다.
      • 이때, Web Server만을 이용한다면 사용자가 원하는 요청에 대한 결과값을 모두 미리 만들어 놓고 서비스를 해야 한다.
      • 하지만 이렇게 수행하기에는 자원이 절대적으로 부족하다.
    • 따라서 WAS를 통해 요청에 맞는 데이터를 DB에서 가져와서 비즈니스 로직에 맞게 그때그때 결과를 만들어서 제공함으로써 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.


  • 그렇다면 WAS가 Web Server의 기능도 모두 수행하면 되지 않을까?

    • 기능을 분리하여 서버 부하 방지
      • WAS는 DB 조회나 다양한 로직을 처리하느라 바쁘기 때문에 단순한 정적 컨텐츠는 Web Server에서 빠르게 클라이언트에 제공하는 것이 좋다.
      • WAS는 기본적으로 동적 컨텐츠를 제공하기 위해 존재하는 서버이다.
      • 만약 정적 컨텐츠 요청까지 WAS가 처리한다면 정적 데이터 처리로 인해 부하가 커지게 되고, 동적 컨텐츠의 처리가 지연됨에 따라 수행 속도가 느려진다.
      • 즉, 이로 인해 페이지 노출 시간이 늘어나게 될 것이다.


    • 물리적으로 분리하여 보안 강화
      • SSL에 대한 암호화 및 복호화 처리에 Web Server를 사용


    • 여러 대의 WAS를 연결 가능
      • Load Balancing을 위해서 Web Server를 사용
      • fail over(장애 극복), fail back 처리에 유리
      • 특히 대용량 웹 애플리케이션의 경우 (여러 개의 서버 사용) Web Server와 WAS를 분리하여 무중단 운영을 위한 장애 극복에 쉽게 대응할 수 있음
      • 예를 들어, 앞 단의 Web Server에서 오류가 발생한 WAS를 이용하지 못하도록 한 후 WAS를 재시작함으로써 사용자는 오류를 느끼지 못하고 이용할 수 있음


    • 여러 웹 애플리케이션 서비스 가능
      • 예를 들어, 하나의 서버에서 PHP Application과 Java Application을 함께 사용하는 경우


    • 기타
      • 접근 허용 IP 관리, 2대 이상의 서버에서의 세션 관리 등도 Web Server에서 처리하면 효율적


자원 이용의 효율성 및 장애 극복, 배포 및 유지보수의 편의성을 위해 Web Server와 WAS를 분리한다.


Web Server를 WAS 앞에 두고 필요한 WAS들을 Web Server에 플러그인 형태로 설정하면 더욱 효율적인 분산 처리가 가능하다.


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