Securing TCP
TCP는 자체로 보안기능을 제공하지 못합니다.
암호화를 지원하지 않으니 입력한 비밀번호 텍스트가 그대로 전달되게 되는데
이를 막기 위해 있는게 TLS 프로토콜입니다.
TLS는 SSL에서 이어져 나온 표준 프로토콜입니다.
TCP connection에서 주고받는 정보를 암호화하며 데이터 훼손 여부를 검사하고 각각의 End point가 올바른 사용자가 맞는지를 인증하는 체계인 End-point authentication도 가지고 있습니다.
TLS는 어플리케이션이 사용할 수 있는 API의 형태로 제공되며
소켓에 비밀번호 등의 텍스트가 전달되면 이를 암호화시켜 목적지로 전송합니다.
Web and HTTP
웹은 90년대 초반에 등장한 인터넷 어플리케이션입니다.
웹 서버에서 제공하는 object를 받아 브라우저에 display하는 역할을 하는 웹은
초창기에는 대부분 사용자 customize된 페이지가 아닌 고정된 내용이 누구에게나 보여지는 형태였습니다.
즉, static한 내용만을 보여줬던 것이죠.
Dynamic web을 위한 기술들이 등장함에 따라 사용자 특화 페이지가 생겨났고
자바 스크립트의 등장으로 브라우저에서 코드를 돌릴 수도 있게 되었습니다.
하지만 이 글에서는 http connection에 대해서만 설명할 것이므로 웹페이지는 모두 static한 web page라고 가정하겠습니다.
object들로 이루어진 웹 페이지들은 다양한 object가 홈페이지 하나에 존재하는데
이 object들이 각기 다른 웹 서버에 저장되어있을 수 있습니다.
object의 종류로는 html file, jpeg image, java applet, audio file 등이 존재하며
하나의 웹페이지에 다양한 오브젝트가 참조되어있는 형태를 띕니다.
이러한 웹 페이지는 URL을 통해 주소를 특정하여 사용합니다.
HTTP
HTTP는 hypertext transfer protocol의 약자로 웹 어플리케이션 레이어 프로토콜입니다.
hyper text는 web object입니다.
HTTP 레이어 구조
| Web |
|---|
| HTTP |
| TCP |
Web, HTTP, TCP는 위와 같은 레이어 구조를 띄게 되므로 HTTP는 TCP가 제공하는 서비스를 이용하게 됩니다.
HTTP는 Client - Server 모델(패러다임)을 따르므로 Client는 브라우저를 통해 웹 오브젝트를 요청하고 이를 display하는 역할을, Server는 HTTP Request 받아 Client에게 HTTP Response를 돌려주는 역할을 하게됩니다.
이러한 작업들은 TCP connection 위에서 진행되는데 TCP connection이 이루어졌다는 것은 데이터를 주고받을 두 process가 각각 buffer 공간, 변수, 자원할당이 이루어졌다는 의미이기도 합니다.
TCP 연결 여부는 process ~ TCP레이어에서만 알고 있으며, 그 하위 영역에서는 연결된 상태에 대해 알지 못하므로 logical한 연결상태입니다.
Client가 server로 TCP connection 요청을 하면 (일반적으로 웹이 사용하는 포트 번호인 80을 사용)
서버가 이를 받아들일지 선택한 후, 받아들인다면 이 연결을 통해 HTTP 메시지(Request, Response)를 주고받게 됩니다.
HTTP는 stateless protocol입니다.
state란 상대방에 대한 정보로 클라이언트 입장에서 설명하자면 현재 서버가 보내주는 오브젝트들에 대한 정보가 이에 속합니다.
stateless라는 것은 클라이언트도, 서버도 서로의 상태를 실시간으로 알고 있지 못하다는 이야기이죠.
클라이언트의 상태를 기록해두게 되면 웹 서버의 부담이 커지게 될 것이며, 서버나 클라이언트의 컴퓨터가 고장나거나 에러가 발생하여 state를 잃어버린 경우 기존의 state를 다시 복구하기 어렵기 때문에 stateful로 설계하지 않게 되었습니다.
HTTP connection의 종류
Non-persistent HTTP
Non-persistent HTTP는
하나의 오브젝트를 보내고 TCP 연결을 닫는 형태입니다.
오브젝트가 n개라면면 TCP 연결을 열었다 닫았다를 n번 해야하기 때문에 오버헤드가 큽니다.
3-way handshake라 부르는 과정을 통해 데이터를 주고받게 되는데
3-way handshake란 악수(데이터를 받을 준비)를 위해 3개의 메시지(TCP 연결 요청, 승인 메시지 수신, HTTP Request 전송)가 필요하다는 의미를 지닌 용어입니다.
Persistent HTTP
RTT는 Round Trip Time의 약자로 패킷이 돌아오기까지의 시간의 측정값을 의미합니다.
이때 transmission delay의 영향을 최소화하여 propagation delay에 큰 비중을 두고 측정하기 위해 패킷의 크기를 아주 작게 해서 보내게 됩니다.
TCP 커넥션 연결이 승인되면 서버는 이 연결을 클라이언트가 요청한 다수의 오브젝트가 전달될때까지 유지하다가 전달이 끝나면 연결을 닫습니다.
이때 최종적으로 데이터를 받기 위해 필요한 시간은 2RTT + transmission delay가 됩니다.
본 글에 사용된 자료는 https://gaia.cs.umass.edu/kurose_ross/ppt.php에서 무료로 제공하고 있습니다.
