[네트워크프로그래밍] 응용 계층

응용 계층

애플리케이션과 데이터를 주고받기 위해 필요

 

역할

클라이언트와 서버로 나뉨.

• 클라이언트: 서비스를 요청하는 측
• 서버: 서비스를 제공하는 측
• 각각의 애플리케이션에서 통신하려면 응용 계층의 프로토콜을 사용해야 함.

 

프로토콜의 종류는 다음과 같음.

• HTTP: 웹 사이트 접속
• DNS: IP 주소를 알아냄
• FTP: 파일 전송
• SMTP: 메일 송신
• POP3: 메일 수신

 

WWW(World Wide Web)

W3, Web이라고도 불림.

 

WWW는 세 가지 기술이 적용됨

• HTML: 웹 페이지에서 문장 구조나 문자를 꾸미는 태그를 사용해 작성하는 마크업 언어.
• URL: 주소
• HTTP: 웹 사이트를 접속하기 위해 사용하는 프로토콜

 

HTTP

웹 사이트를 보기 위해 사용하는 프로토콜. 포트 번호 80

• 클라이언트는 HTTP 요청(request)을 보냄
• 서버는 HTTP 응답(response)를 반환함

 

HTTP/1.1

keepalive 기능 추가

• 기존에는 요청을 보낼 때마다 연결했다 끊는 작업을 반복함
• 한 번 연결을 하게 되면 데이터 교환을 마칠 때까지 유지하고, 데이터 교환을 모두 끝내면 연결을 끊는 구조
• 요청을 순서대로 처리함

 

HTTP/2

요청을 보낸 순서대로 응답을 반환하지 않아도 됨

• 콘텐츠를 빠르게 표시할 수 있음

 

DNS

URL을 IP 주소로 변환하는 서비스(시스템)

• (웹 사이트의 IP 주소를 모르기 때문에) DNS 서버에 요청 → IP 주소를 확인 → 웹 서버에 접속함
• 간혹 DNS 서버가 도메인의 IP 주소를 모를 수 있음. 그럴 경우 다른 DNS 서버에 요청함
• DNS 서버는 전 세계에 흩어져 있음
• 복제된 웹 서버: 하나의 이름에 해당하는 많은 IP 주소 존재
• 호스트 별칭: 표준, 별칭 이름

 

도메인 이름

컴퓨터나 네트워크를 식별하기 위해 붙여진 이름

• 도메인 이름 앞에 있는 www는 호스트 이름 (서버 이름)이라고 함

 

이름 해석 (name resolution)

IP 주소가 아닌 주소(<https://www.google.com>)를 사용해 접속하도록 돕는 것

• 구글 주소로 적힌 곳을 접속하게 되면 DNS 서버가 웹 사이트 서버의 IP 주소를 알려주는 것

 

DNS 계층 데이터베이스

 

DNS 레코드

도메인 이름과 IP 주소에 대한 정보를 제공하는 DNS 데이터베이스의 항목

• 웹 사이트의 IP 주소, 도메인의 이메일 처리를 담당하는 메일 서버 또는 도메인 쿼리를 해결하는 이름 서버 등의 정보가 포함됨
• DNS 서버가 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 데 사용되어 인터넷 상의 컴퓨터 간 통신을 가능케함

 

A 레코드

• 주소 레코드라고도 불림
• 도메인 이름을 IP 주소에 매핑하는 데 사용함
• 컴퓨터가 웹 사이트에 접근해야 할 때, 먼저 해당 A 레코드를 찾아 웹 사이트의 IP 주소를 얻음

 

AAAA 레코드

• IPv6 주소 레코드라고도 불림
• 도메인 이름을 IPv6 주소에 매핑하는 데 사용됨
• 컴퓨터가 IPv6을 사용하여 웹 사이트에 접근해야 할 때, 해당 AAAA 레코드를 찾아 웹 사이트의 IPv6 주소를 얻음
• AAAA 레코드는 A 레코드와 유사하지만 IPv4 주소 대신 IPv6 주소를 사용함

 

MX 레코드

• 메일 교환 레코드라고도 불림
• 도메인의 이메일 처리를 담당하는 메일 서버를 지정하는 데 사용됨
• 누군가가 도메인 주소로 이메일을 보낼 때, 보내는 메일 서버는 도메인의 MX 레코드를 찾아 이메일을 보낼 위치를 결정함
• 여러 메일 서버를 지정하여 장애 조치 및 부하 분산 제공

 

CNAME 레코드

• 정식 이름 레코드라고도 불림
• 도메인 이름에 대한 별칭을 만드는 데 사용됨
• 각 도메인 이름에 대해 별도의 A 레코드를 생성하는 대신 CNAME 레코드를 사용하여 하나의 도메인 이름을 다른 도메인 이름에 매핑할 수 있음
• 여러 도메인 이름이 동일한 IP 주소를 가리키도록 보장하는 데 유용함

 

TXT 레코드

• 텍스트 레코드라고도 불림
• DNS에 임의의 텍스트 데이터를 저장하는 데 사용
• 도메인에 대한 추가 정보를 제공하거나 도메인의 소유권을 확인하는 데 사용될 수 있음
• 도메인의 소유권을 확인하기 위해 DNS 구성에 추가해야 하는 확인 코드가 포함될 수 있음

 

SRV 레코드

• 서비스 레코드라고도 불림
• 도메인에서 특정 서비스 또는 애플리케이션의 위치를 정의하는 데 사용
• 서비스에 액세스할 수 있는 프로토콜, 포트 번호 및 호스트 이름과 같은 정보를 포함
• VoIP 서비스와 같은 특정 서비스의 위치를 정의해야 하는 도메인 관리자에게 유용

 

NS 레코드

• 이름 서버 레코드라고도 불림
• 도메인의 권위 있는 이름 서버를 지정하는 데 사용
• 도메인의 쿼리를 해결하는 데 책임이 있음
• DNS 쿼리가 올바르고 효율적으로 해결되도록 보장

 

DNS 레코드의 작동 방식

컴퓨터가 웹 사이트에 액세스해야 할 때, 먼저 DNS 서버에 해당 웹 사이트의 IP 주소를 얻기 위한 요청을 보냄 → DNS 서버는 도메인 이름에 해당하는 DNS 레코드를 찾아 컴퓨터에 IP 주소를 반환 → 컴퓨터는 이 IP 주소를 사용하여 웹 사이트와 연결을 설정

 

 

 

 

메일 송수신

Electornic mail (E-mail)

세 가지 중요 요소

• user agent
• mail servers
• SMTP

 

SMTP

메일을 보내는 데 사용되는 프로토콜. 포트 번호 25

• 메일 서버 간의 메일 전송에도 이용됨
• (메일을 보낼 때) 메일 서비스를 제공하는 포털사이트나 회사의 메일 서버에 메일을 보냄

 

SMTP는 다음과 같은 동작 흐름을 가짐

1. 세션 시작 통지
2. 송신자의 메일 주소 통지
3. 목적지 메일 주소 통지
4. 메일 본문 전송 통지
5. 메일 본문 송신
6. 세션 종료 통지

 

POP3

메일을 받는 데 사용되는 프로토콜. 포트 번호 110

• 메일 서버는 메일을 보관해 주는 메일 박스를 가지고 있음
• 메일 서버는 POP3를 사용해 메일 서버의 메일 박스에서 메일을 가져옴 → 수신자 컴퓨터에 전송
• 메일을 받을 때는 사용자 이름과 비밀번호를 이용한 사용자 인증이 필요함

 

POP3는 다음과 같은 동작 흐름을 가짐

1. 세션 시작 통지
2. 수신자의 사용자 이름 통지
3. 수신자의 비밀번호 통지
4. 메일 확인
5. 메일 전송 요청
6. 세션 종료 통지

 

IMAP

전자 메일 클라이언트가 원격 서버에 있는 이메일을 읽고 관리하는 데 사용되는 프로토콜. 포트 번호 143

• 이메일을 서버에 남겨둠
• 이메일의 일부 또는 전체를 다운로드 할 수 있음
• 여러 기기 간에 이메일을 동기화하는데 사용함

 

ping 명령

ICMP라는 프로토콜을 사용해 목적지 컴퓨터에 ICMP 패킷을 전송하고 패킷에 대한 응답이 제대로 오는지 확인하는 명령

• ping 명령이 정상적으로 실행 → 네트워크 연결이 정상이라고 판단 → 문제 없음 확인

 

응용 계층 아키텍처

client-server

클라이언트와 서버가 네트워크를 통해 서로 통신하는 방식

• 클라이언트는 서버에 요청을 보내고, 서버는 해당 요청에 대한 응답을 보냄
• 주로 개인용 애플리케이션에 사용

 

peer-to-peer(p2p)

중앙 서버 없이 여러 클라이언트가 서로 통신하는 방식

• 각 클라이언트끼리 클라이언트/서버 역할을 할 수 있음
• 피어가 다른 피어에 서비스를 요청하고, 다른 피어에 서비스를 제공함
• 자체 확장성(self scalability) – 새로운 피어가 새로운 서비스 용량과 새로운 서비스 수요를 제공
• 주로 기업용 애플리케이션에 사용
• 임의의 엔드 시스템이 직접 통신

 

프로세스

호스트 내에서 실행 중인 프로그램

• 동일한 호스트 내에서 두 프로세스가 프로세스 간 통신(OS에 의해 정의됨)을 사용하여 통신
• 서로 다른 호스트의 프로세스가 메시지를 교환하여 통신

 

소켓

프로세스 간 통신 링크를 설정하는 소프트웨어 끝점

Socket API: 소켓을 사용하기 위해 만들어져 있는 인터페이스. 소켓 생성, 연결, 데이터 송수신 등의 함수 집합 제공