웹 애플리케이션 아키텍쳐 ( Web Application Architecture )

웹 어플리케이션 아키텍처(Web Application Architecture)는 응용 프로그램의 구성 요소 간의

상호 작용을 유지하는 소프트웨어를 구조화 한 것을 말한다.

웹 애플리케이션 아키텍처를 사용할 때는 사용자, 개발자, 소프트웨어 제품 소유자의 요구 사항을 고려해봐야 한다.

사용자는 일반적으로 책갈피나 좋아요/싫어요 등 어떤 애플리케이션을 사용함에 있어서 기능의 유용성

개발자는 성능, 기술, 확장성 및 개발 속도

소프트웨어 제품 소유자(Software product owner, 일반적으로 회사)는 하드웨어, 유지 관리, 네트워크 인프라 및 보안에 집중되어 있다.

따라서 이 요구에 따른 웹 애플리케이션 아키텍처를 적절히 선택하는 것이 중요하다.

웹 애플리케이션 아키텍처의 기본을 이해하려면 웹 애플리케이션이 무엇인지부터 명확히 할 필요가 있다.

웹 애플리케이션은 사용자 인터페이스 및 데이터를 포함한 클라이언트와 서버 애플리케이션이다.

웹 애플리케이션에서는 서버 측(Server Side)은 데이터의 저장 및 벡 엔드 코드 또는 비지니스 로직의 처리를 담당하고,

클라이언트 측(Client Side)은 서버 측으로 부터 받아온 데이터를 기반으로

프론트 엔드 코드 또는 프레젠테이션 로직을 처리해 사용자에게 제공한다.

클라이언트 - 서버 아키텍처 (Client - Server Architecture )

클라이언트 - 서버 아키텍처, 다른 말로는 2티어 아키텍처라고 불리는 설계 방식이 있다

쇼핑몰에서 상품 정보 같은 리소스가 존재하는 곳과 리소스를 사용하는 앱을 분리시킨 것을 2티어 아키텍처,

또는 클라이언트-서버 아키텍처라고 부른다

리소스를 사용하는 앱이 바로 "클라이언트", 리소스를 제공(serve)하는 곳은 "서버"라고 부른다

클라이언트와 서버는 요청과 응답을 주고받는 관계고, 클라이언트-서버 아키텍처에서는 요청이 선행되고 그 후에 응답이 온다.

일반적으로 서버는 리소스를 전달해 주는 역할만 담당한다.

리소스를 저장하는 공간을 별도로 마련해 두는데 이 공간을 "데이터베이스"라고 부른다. 데이터베이스는 창고와 같은 역할을 한다.

이처럼 기존 2티어 아키텍처에 데이터베이스가 추가된 형태를 3티어 아키텍처라고 부른다.

클라이언트 - 서버 통신간 API ( Client - Server Communication API )

클라이언트와 서버 간의 통신은 요청과 응답으로 구성된다. 요청이 있어야만 응답이 온다

클라이언트-서버 아키텍처에서는 서버 마음대로 클라이언트에 리소스를 전달하지 않는다.클라이언트와 서버 간의 통신은 요청과 응답으로 구성된다.

클라이언트와 서버 간의 통신을 알아보려면, 먼저 프로토콜이라는 개념을 이해해야 한다. 프로토콜은 통신 규약, 즉 약속이다.

웹 애플리케이션 아키텍처에서는 클라이언트와 서버가 서로 HTTP라는 프로토콜을 이용해서 서로 대화를 나눈다.

HTTP를 이용해 주고받는 메시지는 "HTTP 메시지"라고 부른다.

서버는 클라이언트에게 리소스를 잘 활용할 수 있도록 인터페이스(interface)를 제공해 줘야 한다. 이것을 API라고 한다.

API는 Application Programming Interface의 약자이며, Interface의 사전적 의미는 "의사소통이 가능"하도록 만들어진 "접점"을 의미한다. 이 의미에 따르면, 메뉴판도 인터페이스라고 볼 수 있다.

다만 API는 앱이 요청할 수 있고 프로그래밍 가능한 인터페이스라는 점이 다르다.

서버가 리소스 전달을 위한 메뉴판, 즉 API를 구축해놓아야 클라이언트가 이를 활용할 수 있다.

보통 인터넷에 있는 데이터를 요청할 때에는 HTTP라는 프로토콜을 사용하며, 주소(URL, URI)를 통해 접근할 수 있게 된다.

HTTP API 디자인에는 Best Practice가 존재한다.

HTTP 요청에는 메서드라는 것이 존재한다.

사용자 관리 API에서는 사용자를 추가해 달라고(CREATE) 요청하거나, 지워달라고(DELETE) 요청할 수도 있다.

CRUD 각각의 행동과 일치하는 HTTP 메서드의 종류가 존재합니다.

URL 과 URI

브라우저의 주소창에 입력한 URL은 서버가 제공되는 환경에 존재하는 파일의 위치를 나타낸다. 예를 들어

https://codestates.com:443/ 사이트에 접속하게 되면, codestates.com 주소가 가리키는 서버의 기본 폴더를 뜻한다.

CLI 환경에서 폴더와 파일의 위치를 찾아 이동하듯이, 슬래시(/)를 이용해 서버의 폴더에 진입하거나 파일을 요청할 수 있다.

그러나 기본적인 보안의 일환으로 외부에서 직접 접근이 가능한 경우는 거의 없다.

URL은 Uniform Resource Locator의 줄임말로, 네트워크 상에서 웹 페이지, 이미지, 동영상 등의 파일이 위치한 정보를 나타낸다.

URL은 scheme, hosts, url-path로 구분할 수 있다. 가장 먼저 작성하는 scheme은 통신 방식(프로토콜)을 결정한다.

일반적인 웹 브라우저에서는 http(s)를 사용한다. hosts는 웹 서버의 이름이나 도메인, IP를 사용하며 주소를 나타낸다.

url-path는 웹 서버에서 지정한 루트 디렉토리부터 시작하여 웹 페이지, 이미지, 동영상 등이 위치한 경로와 파일명을 나타낸다.

URI는 Uniform Resource Identifier의 줄임말로, 일반적으로 URL의 기본 요소인 scheme, hosts, url-path에 더해 query, fragment를 포함한다.

query는 웹 서버에 보내는 추가적인 질문이다.

위 그림의 http://www.google.com:80/search?q=JavaScript 를 브라우저의 검색창에 입력하면, 구글에서 JavaScript를 검색한 결과가 나타낸다.

fragment는 일종의 북마크 기능을 수행하며 URL에 fragment(#)와 특정 HTML 요소의 id를 전달하면 해당 요소가 있는 곳으로 스크롤을 이동할 수 있다.

브라우저의 검색창을 클릭하면 나타나는 주소가 URI다. URI는 URL을 포함하는 상위개념이다. 따라서, 'URL은 URI다.' 는 참이고, 'URI는 URL이다.' 는 거짓이다.

file://, http://, https:// = **scheme** =	통신 프로토콜
127.0.0.1, www.google.com  =  **hosts** =	웹 페이지, 이미지, 동영상 등의 파일이 위치한 웹 서버, 도메인 또는 IP
:80, :443, :3000	port	웹 서버에 접속하기 위한 통로
/search, /Users/username/Desktop =	**url-path** =	웹 서버의 루트 디렉토리로부터 웹 페이지, 이미지, 동영상 등의 파일이 위치까지의 경로
q=JavaScript =	**query** =	웹 서버에 전달하는 추가 질문

IP와 포트 ( Port )

서울특별시청을 찾아가기 위해서는 서울특별시청의 주소를 알아야 한다.

마찬가지로 네트워크 상에서 서울특별시청에 근무하는 김코딩 사무관의 PC에 접속하기 위해서는,

김코딩 사무관의 PC를 가리키는 주소를 알아야 한다.

이렇게 네트워크에 연결된 특정 PC의 주소를 나타내는 체계를 IP address(Internet Protocol address, IP 주소)라고 한다.

네트워크 상에서 특정 PC를 나타내는 IP 주소와 그 주소에 진입할 수 있는 정해진 통로, PORT(포트)에 대해 알아보도록 한다.

공유기를 설치하고 비밀번호를 설정하려면, 공유기 관리 페이지에 접속해야 한다.

웹 브라우저에 닷(.)으로 구분된 네 덩이의 숫자를 입력하면, 공유기의 관리 페이지로 접속할 수 있다.

이때 사용되는 네 덩이의 숫자를 IP 주소라고 한다.

IP는 Internet Protocol의 줄임말로, 인터넷상에서 사용하는 주소체계를 의미한다.

인터넷에 연결된 모든 PC는 IP 주소체계를 따라 네 덩이의 숫자로 구분된다.

이렇게 네 덩이의 숫자로 구분된 IP 주소체계를 IPv4라고 한다.

IPv4는 Internet Protocol version 4의 줄임말로, IP 주소체계의 네 번째 버전을 뜻한다.

터미널에서 간단한 명령어로, 자주 이용하는 코드스테이츠의 IPv4 주소를 확인할 수 있다.

터미널을 열고, nslookup codestates.com 을 입력하면, 다음과 같은 화면을 만날 수 있다.

IPv4는 각 덩어리마다 0부터 255까지 나타낼 수 있다.

따라서 2^(32)인 약 43억 개의 IP 주소를 표현할 수 있다.

그중에서 몇 가지는 이미 용도가 정해져 있다. 특히 다음과 같은 IP 주소는 반드시 기억해야 한다.

localhost, 127.0.0.1 : 현재 사용 중인 로컬 PC를 지칭한다.

0.0.0.0, 255.255.255.255 : broadcast address, 로컬 네트워크에 접속된 모든 장치와 소통하는 주소다. 

서버에서 접근 가능 IP 주소를 broadcast address 로 지정하면, 모든 기기에서 서버에 접근할 수 있다.

인터넷 보급률이 낮았던 초기에는 이 버전(IPv4, IP version 4)으로 네트워크에 연결된 PC에 주소를 할당하는 일이 가능했다.

그러나 개인 PC의 보급으로 전 세계의 누구나 PC를 이용해 인터넷에 접속하고,

각종 서비스를 위해 서버를 생산하면서 IPv4로 할당할 수 있는 PC가 한계를 넘어서게 되었다.

이를 위해 세상에 나오게 된 것이 IPv6(IP version 6) 다.

IPv6는 표기법을 달리 책정하여 2^(128)개의 IP 주소를 표현할 수 있다.

Port란 터미널에서 리액트를 실행하면 나타나는 화면에는, 로컬 PC의 IP 주소인 127.0.0.1 뒤에 :3000과 같은 숫자가 표현된다.

이 숫자는 IP 주소가 가리키는 PC에 접속할 수 있는 통로(채널)를 의미한다.

리액트를 실행했을 때에는 로컬 PC의 IP 주소로 접근하여, 3000번의 통로를 통해 실행 중인 리액트를 확인할 수 있다.

이미 사용 중인 포트는 중복해서 사용할 수 없다.

만약 다른 프로그램에서 3000번 포트를 사용 중이라면, 다음과 같이 다른 포트 번호(3001)로 리액트가 실행된다.

포트 번호는 0~ 65535 까지 사용할 수 있다.

그중에서 0 ~ 1024번 까지의 포트 번호는 주요 통신을 위한 규약에 따라 이미 정해져 있다.

반드시 알아야 할 잘 알려진 포트 번호는 다음과 같다.

22 : SSH
80 : HTTP
443: HTTPS
더 많은 포트 번호 확인하기

이미 정해진 포트 번호라도, 필요에 따라 자유롭게 사용할 수 있다.

HTTP(:80), HTTPS(:443)과 같이 잘 알려진 포트의 경우,

https://codestates.com:443이 아닌 https://codestates.com처럼 포트 번호를 URI에 생략할 수 있지만,

그 외의 잘 알려지지 않은 포트(3000과 같은 임시 포트)는 반드시 포트 번호를 포함해야 한다.

도메인과 DNS ( Domain & Domain Name System )

도메인이란?

웹 브라우저를 통해 특정 사이트에 진입을 할 때, IP 주소를 대신하여 사용하는 주소가 있다.

만약 IP 주소가 지번 또는 도로명 주소라면, 도메인 이름은 해당 주소에 위치한 상호로 볼 수 있다.

택시를 타고 목적지에 도착하는 상황을 가정해 보겠다. 서울 중구 세종대로 110이라는 도로명 주소가 있다.

택시를 타고, 기사님께 도로명 주소를 전달하면, 무사히 목적지에 도착할 수 있다.

그러나 도로명 주소 특성상 주소 자체가 상당히 길고, 주소지만 보면 어떤 건물이 있는지 파악하기 어렵다.

도로명 주소를 대신해서, 상호나 건물의 이름을 택시 기사님께 전달할 수도 있다.

기사님께 서울시청까지 가달라는 메시지를 전달해도, 무사히 목적지에 도착할 수 있다.

이와 유사하게 도메인 이름을 이용하면, 한눈에 파악하기 힘든 IP 주소를 보다 간단하게 나타낼 수 있다.

다음과 같이, 터미널에서 도메인 이름을 통해 IP 주소를 확인하는 명령어 nslookup으로 codestates.com 의 IP 주소를 확인할 수 있다.

위 그림에서 IP 주소는 3.34.153.168 이고, 도메인 이름은 codestates.com 다. 주소창에 IP 주소(3.34.153.168)를 입력하면, codestates.com으로 이동할 수 있다.

DNS란?

네트워크 상에 존재하는 모든 PC는 IP 주소가 있다. 그러나 모든 IP 주소가 도메인 이름을 가지는 것은 아니다.

로컬 PC를 나타내는 127.0.0.1 은 localhost 로 사용할 수 있지만, 그 외의 모든 도메인 이름은 일정 기간 동안 대여하여 사용한다.

그렇다면 이렇게 대여한 도메인 이름과 IP 주소는 어떻게 매칭하는 걸까?

브라우저의 검색창에 도메인 이름을 입력하여 해당 사이트로 이동하기 위해선,

해당 도메인 이름과 매칭된 IP 주소를 확인하는 작업이 반드시 필요하다.

네트워크에는 이것을 위한 서버가 별도로 있는데 이를 DNS(Domain Name System)이라고 한다.

DNS는 호스트의 도메인 이름을 IP 주소로 변환하거나 반대의 경우를 수행할 수 있도록 개발된 데이터베이스 시스템이다.

만약 브라우저의 검색창에 naver.com을 입력한다면, 이 요청은 DNS에서 IP 주소(ex.125.209.222.142)를 찾는다.

그리고 이 IP 주소에 해당하는 웹 서버로 요청을 전달하여 클라이언트와 서버가 통신할 수 있도록 한다.