[컴퓨터네크워크] - Application Layer

컴퓨터네트워크-한양대학교 | 이석복 강의를 수강하며 기록한 포스팅입니다.

Top-down 방식으로 Application Layer부터 공부해보자.

클라이언트와 서버 사이에 라우터들이 있지만, 라우터들은 신경쓸 필요가 없다. 단순히 반대편에 있는 프로세스와 프로세스 간의 통신이라는 것만 생각하면 된다. 중간에 네트워크가 어떻게 생겼는지 알 필요는 없다. 왜냐하면, application 계층은 클라이언트-서버에만 존재하고, 라우터에는 application 계층이 존재하지 않기 때문이다. (라우터에는 네트워크층까지만 존재한다.)

네트워크 애플리케이션이라는 것은 network edge에 있는 서버와 클라이언트 간의 통신을 이야기한다.

서버와 클라이언트의 특징을 알아보자면...

서버는

• 24시간 동작한다.
• 영구적인(permanent) IP주소를 갖는다.

클라이언트는

• 서버와 커뮤니케이션한다.
• 서버와 간헐적(intermittently)으로 연결된다.
• 동적인 IP주소를 갖는다.

다시 말하자면, 결국 어플리케이션 간에 의사소통 한다는 것은, 서버 어플리케이션 프로세스와 클라이언트 어플리케이션 프로세스간의 통신인데, 서버와 클라이언트 간에 반대편 socket의 주소를 알아야 의사소통을 할 수 있다.

주소의 역할을 하는 것이 IP 주소와 Port 주소이다.

IP 주소는 어떤 컴퓨터인지를 지칭하는 것이고, Port는 컴퓨터 내에서 어떤 프로세스인지를 지칭하는 것이다.

Application 계층은 어떤 Transport service를 필요로 할까?

계층이라는 개념의 중요한 점 중 하나는 하위계층에서 상위계층으로 하위계층에 있었던 기능을 제공한다는 것이다. 즉, Application Layer는 하위계층인 Transport Layer에서 제공하는 기능을 받는다.

Application layer는 Transport Layer로부터 다음 아래, 네 가지의 기능을 필요로한다.

• data integrity : 데이터 무결성, 보낸 데이터가 유실되지 않고 목적지에 도착하는 것
• timing : 시간
• throughput : 양
• security : 보안

하지만 실제로 Transport layer에서 제공하는 것은 data integrity뿐이다. (TCP를 통해서 제공)

HTTP

• HyperText Transfer Protocol : 하이퍼텍스트를 주고받는 프로토콜
• 클라이언트는 서버에 HTTP를 request한다.
• 서버는 request에 response한다.
• Application layer간의 통신이 일어나기전에, Transport layer에서 TCP connection이 필요하다.
• HTTP는 stateless하다. 즉, request/response만 할 뿐 상대방(클라이언트,서버)의 상태를 기억하지 않는다.

HTTP Connection

• 앞서 말했듯, HTTP는 TCP Connection을 기반으로 메세지를 주고받는다고 했다.
• TCP Connection을 사용하는 방식에 따라서 HTTP Connection이 달라진다.

  • Non-persistent HTTP

    • 메세지를 주고받고, TCP Connection을 끊는다.
    • 즉, TCP 연결 한번에 최대 하나의 객체를 전송할 수 있다.

  • Persistent HTTP

    • 메세지를 주고받고, TCP Connection을 끊지 않고 계속 유지한다.
    • TCP 연결 한번에 여러개의 객체를 전송할 수 있다.
    • 현재 HTTP는 Persistent HTTP를 기본으로 사용한다.

참고 자료 - HTTP Persistent Connection

Socket Programming

• Socket은 OS에서 제공하는 API이다.
• 개발자 혹은 사용자 입장에서 눈으로 확인 할 수 있는 것은 Application Process 혹은 Application Program이다. Application Layer 아래 층을 건드리는 것은 아니기 때문에 OS 내부를 모르고 OS에서 제공하는 서비스만 사용하는 것 뿐이다. Socket은 OS에서 제공하는 API의 일종이다.
• TCP를 사용하고 싶다면 TCP Socket, UDP를 사용하고 싶다면 UDP Socket을 이용해야한다.

TCP socket connection setup