HTTP & DNS

Jamangstangs·2022년 2월 7일

DNS IP address http network protocol stack

Network

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From Web Browser

HTTP Protocol

URL

URL : Uniform Resource Locator -> 네트워크 상에 원하는 resource가 어디 있는지 알려주기 위한 프로토콜이다.
- 브라우저는 웹 서버에 액세스 하는 용도로 사용된다.
- 주요 URL의 종류와 작성 방법을 알아보자.
HTTP Protocol

http://user:password@www.webserver.co.kr:8080/home/file.html
FTP protocol

ftp://user:password@ftp.webserver.co.kr:8080/home/file.html
PC 자체의 데이터 가져오기

file://localhost/c:/path/file.html
메일 송신

mailto:jmjm@naver.com

URL Decode

작성한 URL은 브라우저가 해독한다.
해독하여 Request Message를 작성한다.

해독하는 방법은 아래와 같다.

http: // www.webserver.co.kr / dirname /..../ fileName
- http -> 프로토콜 방식을 기록한다.
- // -> 나중에 이어지는 문자열이 서버의 이름이다.
- www.webserver.co.kr -> 웹 서버의 이름이 나온다.
- 뒤에는 서버에 저장된 데이터의 경로명을 나타낸다.
해독할 때, fileName이 없으면 어떻게 하나?

http: // www.webserver.co.kr / dirname /..../
- 디렉토리 위치는 알지만, 어느 파일에 액세스 해야할지 모른다.
- 대부분의 디렉토리에 기본 html파일을 설정해둔다.
  - default.html
  - index.html
  즉, 파일명을 생략하면, /dirname/index.html과 같은 방식으로 접근한다.
마지막에 / 생략된다면?
- http://user:password@www.webserver.co.kr:8080/home
- home : 디렉토리 이름인데, 마지막에 / 생략함
- 이때는 home이라는 file이 있으면 file로 보고, 없으면 Directory로 본다.

HTTP Protocol

Client -(HTTP Request)-> Server

Client <-(HTTP Response)- Server

HTTP Protocol : Client와 Server가 주고받는 메시지의 내용의 순서를 정의한 규약

HTTP Request 구성
- URI : 파일의 이름, CGI 프로그램의 파일명, 무엇을 받을지
- Method : 웹서버에 요구하는 행동
HTTP Response 구성
- Status Code : Request의 결과가 어떻게 되었는지 알려주는 코드

자주 쓰이는 Method에 대해서 알아보자 .

GET
- URI로 지정한 정보를 웹서버로부터 달라고 요청한다.
POST
- Form형식의 데이터를 Web Server에 보낸다.
- URI에는 Application Program의 파일명을 사용한다.

HTTP Request

Request 메세지의 작성 법을 알아보자.

METHOD  URL  HTTP_Version					# Request Line
FieldName : FieldValue						# Request Header 
...											# Request Header 
...											# Request Header 
											# Blank Line
Request Message Body 						# Request Message Body

Request Line : 어떤 리퀘스트인지 추측 가능
Request Header : Request의 부가적인 정보를 나타낸다.
Blank Line
Request Message Body : Form에 입력한 데이터, Client에서 Server로 보내는 데이터

HTTP Response

Responde 메세지의 작성법을 알아보자.

HTTP_Version  Status_Code Status_Phrase		# Status Line
FieldName : FieldValue						# Response Header 
...											# Response Header 
...											# Response Header 
											# Blank Line
Request Message Body 						# Response Message Body

Status Line : 어떤 리스폰스인지 추측 가능하다.
Response Header : Response의 부가적인 정보를 나타낸다.
Blank Line
Response Message Body : CGI에서 출력한 데이터, Server에서 Client로 보내는 데이터

유의점

요청한 페이지의 정보가 문장으로만 이루어져 있다 -> 1개의 URI로 충분

만약, 페이지에 영상, 사진 정보가 있다 -> 태그

<img src = "image.png">

따라서, 응답 받은 HTML에서 태그를 먼저 탐색한다 . 만약 태그가 있으면,

1. **태그 자리를 제외하고** 문장을 먼저 표시한다. 
1. 사진, 영상을 다시 한 번 **Request한다.** 이는 사진, 영상의 갯수만큼 다시 Request를 보낸다.

Summary & Next

HTTP Message를 만든다.
- HTTP Request
- HTTP Response
의 종류가 있고, 우선 HTTP Request를 작성했다고 가정하자.
HTTP Request Message를 작성하였으면, OS에게 의뢰해서 Web Server로 송신하게 한다.
- 브라우저가 HTTP 메시지를 보낼 수 있는 방법은 없다.
- OS에게 의뢰해서 보내달라고 해야한다.

DNS Server

IP Address

IP 주소는 왜 필요할까?

HTTP 메세지를 전송하기 위해 OS에게 의뢰할때, URL 안에 있는 서버의 Domain Name에서 IP주소를 알아내야 한다.
- 왜? > Domain Name 으로 송신을 의뢰하지는 않는다.
- 따라서 > Domain Name : IP address 와 같이 대응하는 IP address를 알아내야 한다.
OS가 IP주소를 기반으로 통신하기 때문이다.

Subnet이란?

Subnet : 작은 네트워크로, 제일 End Point에서 구성되는 요소라고 생각하자. Hub - PCs의 집합이라고 생각하자.
- Hub : 패킷을 중계하는 장치
- PC : hub와 연결된 컴퓨터라고 보자.
Subnet - Router로 연결되어 전에 네트워크가 구성된다고 생각하자.

IP 주소의 비유적 표현

IP주소 : 101동 203호
- Subnet : 101동 -> Network ID
- 각 PC : 203호 -> Host ID
Netmask : Network ID 부분의 비트를 1로 치환한 것. 실제 IP 주소를 살펴보면 이해가 갈 것이다.
- Netmask AND IPaddress = Network ID가 나온다.
- 100.101.102.103 & 255.255.255.0 = 100.101.102.0
- 비트로 바꿔서 생각해보면 쉽게 이해가 가능하다.

실제 IP 주소의 표현

32비트의 디지털 데이터, 8bit를 . 으로 구분하여 10진수로 표기한다. 표현 방식은 아래와 같다.

# IP 주소의 표기 방법 -> Network ID, Host ID 구분 불가능
100.101.102.103

# IP 주소 + Netmask 표기 방법 -> Network ID, Host ID 구분 가능
100.101.102.103/255.255.255.0

# Netmask 표기 방법 다르게 해보기.-> 24개의 비트가 Network ID라는 영역을 차지한다는 뜻이다. 
100.101.102.103/24

Host ID가 모두 0 or 1인 경우는 다른 의미를 가진다.

# Host ID가 모두 0 -> Subnet 자체이다. 
100.101.102.0/24
# Host ID가 모두 1 -> Broadcast를 나타낸다. Broadcast는 Subnet 기기 전체에 packet을 보내는 것이다. 
100.101.102.255/24

DNS Resolver

왜 사용할까? -> 그다지 효율적이지 않다. 라우터에 부하가 걸릴 수 있다.

IP 주소 : 32비트
DNS : 수십 바이트 ~ 최대 255바이트

DNS : Domain Name System, 서버명과 IP주소를 대응 시켜준다.

IP주소를 검색하는 방법 -> DNS 서버에 서버명에 대응하는 IP주소를 직접 물어본다.
1. DNS 서버에 조회 메세지를 보낸다.
2. 응답 메세지를 받는다.
DNS Resolver : DNS의 원리를 사용하여 IP주소를 조사하게 도와주는 프로그램

DNS Resolver 호출하는 예시

Program(){
  ...
  ipaddress = gethostbyname("www.naver.com");
  ...
}

이와 같이 Resolver를 호출하면, DNS 서버에서 조회하고 리턴값을 메모리에 저장한다.

DNS Server

DNS Server가 하는 일

Client에서 DNS Query를 받는다.
DNS Query에 부합하는 DNS Response를 회신한다.

DNS Query의 구성

Query Name
- 서버의 도메인의 이름
Class
- IN -> Internet을 의미한다. 사실상 인터넷 이외의 네트워크 클래스는 소멸했다.
Type
- Query Name에 어떤 정보가 지원되는지 나타낸다. .
  - A : IP주소가 지원된다.
  - MX : 메일 배송 목적지가 지원된다.

DNS server는 DNS Query의 세 가지 정보가 일치하는 것을 찾고, 세 가지 정보가 일치하는 response를 Client에 회신한다.

QueryName | Class | Type | Response Data
Response Data를 요청한 한 Client에 회신한다는 의미이다.

DNS Server Search

DNS 서버에 저장 가능한 정보가 제한되어 있다. -> 도메인 네임에 대응하는 IP주소가 없을수도 있다.
따라서, DNS 서버가 계층적으로 분산되어 있다.

계층적으로 분산되어 있다는 것을 어떻게 알 수 있을까?

www.gist.ac.kr

.을 기준으로 계층을 나눈다.
오른쪽에 위치한 것이 상위의 계층이다.

Domain을 어떻게 이해할까?

kr Domain 아래 ac Domain이 있다.
ac Domain 아래 gist Domain이 있다.
gist Domain 아래 www라는 이름이 있다.

Domain Server에 어떻게 저장이 될까 : 도메인 한 대를 등록한다.

kr Domain <- www.gist.ac.kr
ac Domain <- www.gist.ac.kr
gist Domain <- www.gist.ac.kr

DNS 서버에 등록되어 있는 IP주소릐 방식

www.gist.ac.kr
- www의 DNS 서버의 IP 주소 -> gist의 DNS 서버에 등록
- gist DNS 서버의 IP 주소 -> ac의 DNS 서버에 등록
- ac의 DNS 서버의 IP 주소 -> kr의 DNS 서버에 등록
kr, com 위에는 루트 도메인이 있다.
- www.gist.ac.kr. 마지막에 .이 루트 도메인이지만, 보통 생략한다.

DNS 서버에서 조회하는 방법

Client PC에서 www.gist.ac.kr. 의 IP 주소를 조회하고자 한다.
1. 루트 도메인
  
  1-1. 있다. -> IP 주소를 준다.
  
  1-2. 없다. -> kr 도메인에서 물어봐라
2. kr 도메인
  
  2-1. 있다 -> IP 주소를 준다.
  
  2-2. 없다. -> ac 도메인에서 물어봐라.
3. .. 이와 같이 상위 도메인에 IP주소가 없으면, 하위의 DNS 서버의 IP주소를 알려주고 찾아가게 한다.

Protocol Stack

Socket

IP주소 DNS 서버에서 조회해서 접근하고자 하는 애플리케이션에 메시지를 송신해야한다.
이때, OS 내부의 프로토콜 스택에 의뢰한다.
송수신 동작은 다음과 같다.
- Client <=(socket)=(Protocol Stack)=(Network)=(Protocol Stack)=(socket)=> Server
- Socket : 데이터의 출입구
구체적인 순서는 다음과 같다.
1. 서버측에서 소켓 만든다.
2. 클라이언트 측에서 소켓 만들고 서버측의 소켓과 연결한다.
3. 준비가 완료되면 소켓에서 데이터 송수신을 실행한다.
4. 송수신이 끝나면, 파이프를 분리한다.
위의 4가지 동작 -> OS 내부의 Protocol Stack이 해준다.
Socker 라이브러리 <=> Protocol Stack : 같은 것으로 보고 이해하자.

Client <-(Data)-> Server

Application -> DNS Resolver 호출
Application -> socket library 호출

Socket도 DNS Resolver와 같이 부품을 호출한다는 개념으로 생각하자.

DNS와 함께, Socket을 사용하여 Protocol Stack에서 어떻게 송수신이 이루어지는지 알아보자. 아래 코드 순서대로 연결과 데이터가 송수신 된다고 알고 있으면 된다.

# DNS resolver 호출 -> IP address 알아내기
IPaddress = gethostbyname("www.gist.ac.kr")

# Socket 호출 -> Discriptor 가져온다. 
Discriptor = socket(IPaddress, ... )

# connect에 의뢰하기 -> 파이프를 연결한다. -> 연결이 되었으므로 데이터를 송수신하자. 
connect(Discriptor, IPaddress&Port)

# case 1 : 송신
write(Discriptor, HTTP Request, ...)
# case 2 : 수신
read(Discriptor, Receive_Buffer)

# 송수신이 끝났으므로 파이프 끊기
close(Discriptor)

Discriptor : Socket을 식별하기 위한 것, 이것으로 어느 소켓을 사용하여 접속할지 판단한다.
Connect에서 필요한 3가지
1. Discriptor : 어느 소켓을 서버측의 소켓(이전에 받은 Discriptor)에 접속할지 판단하기 위함이다.
2. IPaddress : 어느 컴퓨터인지 특정하기 위함이다.
3. Port Number : 어느 application의 socket인지 특정하기 위함이다.
  - 웹 : 80, 메일 : 25

Jamangstangs

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HTTP & DNS

Network

From Web Browser

HTTP Protocol

URL

URL Decode

HTTP Protocol

HTTP Request

HTTP Response

Summary & Next

DNS Server

IP Address

DNS Resolver

DNS Server

DNS Server Search

Protocol Stack

Socket

Client <-(Data)-> Server

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