HTTP (HyperText Transfer Protocol)

HTTP란?

HTTP(HyperText Transfer Protocol)는 웹 서버와 웹 클라이언트 간의 통신을 위한 프로토콜이다. 기본적으로 클라이언트가 서버에 요청을 보내고, 서버는 요청에 대한 응답을 보내는 방식으로 동작한다.

HTTP의 일반적인 동작은 이미지처럼 TCP 위에서 수행된다. 이미 연결이 맺어졌다는 가정하에, 메세지를 교환하는 방식이다.

각 장치에서는 TCP 세그먼트의 페이로드를 HTTP 메세지로, 표준화된 규격에 맞게 해석하여 처리한다. HTTP/1.1은 1999년에 표준화되었으며, 현재는 HTTP/2 등 상위 버전도 나와있다.

HTTP 메세지 구조

HTTP는 상태가 없는(Stateless) 프로토콜이기 떄문에 서버에서 이전 요청들의 상태를 저장하지 않는다. 메세지는 크게 요청(Request) 메세지와 응답(Response) 메세지로 나뉘며 각 메세지는 표준 규격을 따른다.

요청 메세지

HTTP 메세지는 요청 라인, 헤더, 본문으로 구성된다. 예제에서는 이해를 위해 요청 라인과 헤더를 알아보자.

Request Line

• Method: 요청 방식을 나타낸다. (GET, POST, PUT, DELETE 등)
• Request-URI: 요청 대상의 리소스를 나타낸다.
• Protocol: HTTP 프로토콜의 버전을 나타낸다.

요청 라인에서는 클라이언트가 요청하는 리소스에 대하여 어떤 방식으로 요청하는지 와 어떤 프로토콜의 버전으로 처리에 대해 요청하는지를 나타낸다.

Header

• Host: 요청 대상의 호스트를 나타낸다.
• User-Agent: 요청을 보내는 클라이언트의 정보를 나타낸다.
• Accept: 클라이언트가 받아들일 수 있는 컨텐츠 타입을 나타낸다.
• Content-Type: 요청 본문의 타입을 나타낸다.
• Content-Length: 요청 본문의 길이를 나타낸다.

헤더에서는 클라이언트가 요청하는 리소스에 대하여 추가적인 정보를 담고 있다. 이미지에서는 일부 헤더가 생략 되었지만, 실제로 Content-Length 같이 요청의 끝을 알 수 없어 메세지 해석이 어려운 경우 TCP 연결종료 끝을 판단한다. 따라서 대부분은 HTTP 클라이언트는 기본적인 헤더를 포함되게 되어있다.

응답 메세지

HTTP 응답 메세지는 상태 라인, 헤더, 본문으로 구성된다. 예제에서는 이해를 위해 상태 라인과 헤더를 알아보자.

Status Line

• Protocol: HTTP 프로토콜의 버전을 나타낸다.
• Status-Code: 요청에 대한 응답 상태 코드를 나타낸다.

  • 전체 범위	정의된 범위	분류
    1xx	100 ~ 101	정보
    2xx	200 ~ 206	성공
    3xx	300 ~ 305	리다이렉션
    4xx	400 ~ 415	클라이언트 에러
    5xx	500 ~ 505	서버 에러

• Reason-Phrase: 상태 코드에 대한 설명을 나타낸다.

  • 상태 코드	사유 구절	의미
    200	OK	요청이 성공적으로 처리되었음
    404	Not Found	요청한 리소스를 찾을 수 없음
    500	Internal Server Error	서버 내부 에러로 요청을 처리할 수 없음

상태 라인에서는 서버가 클라이언트에게 응답하는 상태 코드와 그에 대한 설명을 나타낸다.

상태 코드는 RFC9110에 정의되어 있으며, 상태 코드에 따라 클라이언트는 어떻게 처리해야 하는지 알 수 있다. 이는 사유구절과 한개의 상태 정보로 사용된다.

Header

• Server: 서버의 정보를 나타낸다.
• Content-Type: 응답 본문의 타입을 나타낸다.
• Content-Length: 응답 본문의 길이를 나타낸다.
• Date: 응답을 보낸 시간을 나타낸다.
• Connection: 클라이언트와 서버의 연결 상태를 나타낸다.

메세지 본문

HTTP 메세지의 요청라인과 상태라인 그리고 헤더가 메세지에 대한 설정 정보라면 본문은 실제 데이터를 담고 있는 부분이다.

HTTP 메세지 해석시 본문을 알기 위해서는, 메세지 전체를 볼 필요가있다. 먼저 메세지 시작을 알기위해 Header와 Body를 구분하는 개행이 필요하다. http 메세지는 표준 스트림으로 읽기 때문에 끝을 알수가 없다.

따라서 메세지 헤더의 Content-Length를 통해 본문의 길이를 알 수 있으며, 이를 통해 본문의 끝을 알 수 있다.

이미지에는 요청 본문이 application/x-www-form-urlencoded형식으로 되어있고, 응답 본문에는 application/html형식으로 되어있는걸 알 수 있다. 메세지를 받는 대상이 올바르게 해석할 수 있도록 Content-Type을 통해 본문의 타입을 알려준다.

HTTP Header Options

HTTP는 TCP 위에서 동작하기 때문에, HTTP 헤더 옵션으로 TCP의 기능을 사용할 수 있다. 예를 들어 Keep-Alive 헤더는 특정 시간동안 요청의 세션을 재사용할 수 있도록 지원한다.

Keep-Alive

Keep-Alive는 TCP 스펙의 지속 연결(Persistent Connection)을 이용하여, 클라이언트와 서버간의 연결을 유지하는 기능이다.

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
Connection: Keep-Alive
Keep-Alive: timeout=60, max=1000
...

예를 들어 위와 같이 Connection은 Keep-Alive로 설정되어 있고, Keep-Alive 헤더에는 timeout과 max를 설정하였다. 이 경우 60초 동안 세션을 유지하고, 최대 1000개의 요청을 처리할 수 있으며 둘 중 하나가 먼저 도달하면 세션을 종료한다.