컴퓨터 네트워크 - application layer

Applications Architecture

애플리케이션 개발자에 의해 설계되고 애플리케이션이 다양한 종단 시스템에서 어떻게 조직되어야 하는지를 지시한다.

 

1. 클라이언트 - 서버 구조

서버(server) - 항상 켜져있는 호스트, 클라이언트라는 다른 호스트의 요청을 받는다.

                       고정 IP주소를 가지고 있다.

 

클라이언트(client) - 항상 켜져있지 않고, 서버에 서비스를 요청한다.

                               클라이언트들은 직접적으로 통신하지 않는다. 

 

 

클라이언트 - 서버 애플리케이션에서 하나의 서버 호스트가 자신의 클라이언트로부터의 모든 요청에 응답하는것이 불가능 할 때가 있다.

예를 들어 구글같은 인기있는 사이트 같은 경우에는 하나의 서버로만 요청을 처리한다면 서버가 정상적으로 작동하지 않을 수 있다.

이러한 이유로 수 많은 호스트를 갖춘 데이터 센터가 사용된다.

 

2.P2P구조

P2P구조에서는 항상 켜져있는 기바구조 서버에 최소로 의존한다. 대신 애플리케이션은 피어(peer)라는 간헐적으로 연결된 호스트 쌍이 직접 통신하도록 한다. 피어는 서비스 제공자가 소유하지 않고 사용자들이 제어하는 데스크톱과 랩톱이다.

특정 서버를 통하지 않고 피어가 통신하기 때문에 이 구조를 P2P구조라고 한다.  예를 들면 스카이프 등이 있다.

 

P2P구조의 장점은 자가 확장성이다. 또한 클라이언트 - 서버에 비해 비용도 효율적이다.

하지만 고도의 분산 구조 특성을 가져 보안, 성능, 신뢰성에 문제점을 가진다.

P2P구조

프로세스 간 통신

프로세스(process) 

- 호스트에서 실행 중인 프로그램

 

클라이언트 프로세스 - 두 프로세스 간의 통신 세션에서 통신을 초기화하는 프로세스

서버 프로세스 - 세션을 시작하기 위해 접속을 기다리는 프로세스

 

소켓(socket)

-프로세스들이 메시지를 주고 받기 위한 일종의 통로 역할, 프로세스는 집 소켓은 출입구로 비유된다.

 

프로세스가 메시지를 다른 호스트의 프로세스로 보내고 싶을 때, 그것을 소켓 바깥 네트워크로 메시지를 밀어낸다. 이 송신 프로세스는 네트워크를 거쳐 목적지 프로세스의 소켓으로 메시지를 보내기 위해 송신 프로세스의 출입구 뒤편에 전송 구조가 있다고 하고 메시지가 목적지 호스트에 도착하면 메시지는 수신 프로세스의 소켓을 거치고 수신 프로세스는 메시지를 처리한다.

 

프로세스 주소 배정

네트워크를 통한 메시지 송수신을 위해 네트워크 식별자가 필요하다. 수신 프로세스를 식별하기 위해 두가지 정보가 필요하다.

첫번째는 호스트의 주소, 두번째는 목적지 호스트 내의 수신 프로세스를 명시하는 식별자이다.

인터넷에서 호스트는 IP주소로, 프로세스는 포트번호로 식별된다.

 

Q 왜 IP주소만으로 충분하지 않을까?

A 한 호스트에 여러 프로세스를 실행하기 때문이다. 

 

애플리케이션이 이용 가능한 트랜스포트 서비스

많은 네트워크들은 하나 이상의 트랜스포트 프로토콜을 제공한다. 개발을 할 때 애플리케이션의 요구에 가장 적합한 서비스를 제공하는

프로토콜을 선택하면 된다. 이 서비스들은 크게 4가지로 분류된다.

 

1.신뢰적 데이터 전송

-전송 데이터의 오류 / 손상에 대한 무결성 보장

-멀티미디어 데이터는 어느 정도 손실 허용

 

2.처리량

-최소 전송률 보장을 요구

-전송률에 유연하게 적응

 

3.시간

-low delay

-timeliness service

 

4.보안

-기밀성, 무결성, 인증, 가용성 ...

 

Internet Transport Service

TCP서비스 (Transmission Control Protocol)

복잡한 절차를 거치지만 메시지의 올바른 데이터의 전달이 필요할 때 사용한다.

애플리케이션이 TCP 전송 프로토콜을 사용하면 아래의 두가지 서비스를 받을 수 있다.

1.연결지향형 서비스

 

2.신뢰적인 데이터 전송 서비스

 

UDP서비스 (User Datagram Protocol)

어느정도 오류를 감수하고 대용량 메시지의 빠른 전달이 목적일 때 사용한다.

UDP는 비연결형이고, 비신뢰적인 데이터 전송 서비스를 제공한다.

 

Web and HTTP

 

Web

WWW(World Wide Web)

-인터넷에 연결된 컴퓨터들이 하이퍼텍스트로 표현된 다양한 정보를 이용할 수 있도록 구성된 응용서비스 시스템

 

웹 페이지는 여러 객체로 구성

-HTML파일, script코드, image, audio, video 등..

-각 객체는 URL로 참조됨

URL구조

HTTP

웹 어플리케이션을 위한 응용계층 프로토콜이다.

HTTP는 클라이언트 프로그램과 서버 프로그램으로 구현된다.

클라이언트 -웹 페이지 객체를 요청

서버 - 요구된 웹 페이지 객체를 응답

 

전송계층의 TCP를 사용

-웹 서버는 표준 포트 80번을 사용한다.

 

HTTP Connection

비지속 연결(Non-persistent HTTP) - HTTP 1.0

-하나의 TCP연결에 한 개의 객체를 전송

 

지속 연결(Persistent HTTP) - HTTP 1.1

-단일 TCP연결을 통해 여러 객체를 전송