Web Server Software

웹 서버 소프트웨어

웹 서버 소프트웨어란?

웹 서버 소프트웨어는 클라이언트(주로 웹 브라우저)로부터 HTTP 요청을 받아들이고, 이에 응답하는 역할을 합니다. 이러한 소프트웨어는 웹 사이트와 웹 애플리케이션의 백엔드에서 중요한 역할을 수행하며, 클라이언트가 요청한 콘텐츠를 전달하거나, 애플리케이션 서버와 상호작용하여 동적인 콘텐츠를 생성합니다.

역할

• HTTP 요청 처리: 클라이언트가 보낸 HTTP 요청을 받아들이고, 적절한 응답을 생성하여 반환합니다.

• 정적 파일 서비스: HTML, CSS, 이미지 등 정적인 파일을 클라이언트에게 전달합니다.

• 동적 콘텐츠 처리: PHP, Python, Java와 같은 언어로 작성된 동적 콘텐츠를 처리합니다.

• 로드 밸런싱: 여러 서버에 트래픽을 분산시켜 서버의 과부하를 방지합니다.

• 보안 기능: HTTPS를 통해 데이터 암호화, SSL 인증서 관리, 접근 제어 등의 기능을 제공합니다.

Apache

Apache의 주요 특징

• 모듈 기반 아키텍처: Apache는 모듈화된 아키텍처를 통해 사용자가 필요에 따라 기능을 추가하거나 제거할 수 있습니다. mod_rewrite, mod_ssl, mod_proxy 등 다양한 모듈이 제공됩니다.

• 높은 확장성: 다양한 모듈을 추가함으로써 쉽게 확장할 수 있으며, 여러 프로그래밍 언어와 호환됩니다.

• 광범위한 지원: 다양한 운영체제에서 사용할 수 있으며, 대부분의 웹 애플리케이션과 호환됩니다.

• 광범위한 커뮤니티: 방대한 사용자 및 개발자 커뮤니티 덕분에 문제 해결 및 기술 지원이 용이합니다.

Apache의 사용 사례

Apache는 다양한 웹 사이트와 애플리케이션에서 사용됩니다. 특히 다음과 같은 경우에 적합합니다:

• 정적 콘텐츠 서비스: HTML, CSS, 이미지와 같은 정적 파일을 효율적으로 제공할 수 있습니다.

• 동적 콘텐츠 처리: PHP, Python, Perl 등 다양한 언어를 지원하며, CGI를 통해 동적 콘텐츠를 처리할 수 있습니다.

• 복잡한 URL 재작성: mod_rewrite 모듈을 통해 복잡한 URL을 쉽게 관리할 수 있습니다.

Nginx

Nginx는 2004년에 Igor Sysoev에 의해 처음 개발된 고성능 웹 서버로, 주로 리버스 프록시 서버와 로드 밸런서로도 사용됩니다. Nginx는 비동기 이벤트 기반 아키텍처를 채택하여, 동시에 많은 클라이언트 요청을 처리할 수 있는 강점을 가지고 있습니다.

Nginx의 주요 특징

• 비동기 처리: 비동기 이벤트 기반 아키텍처를 통해 높은 동시성 처리 성능을 자랑합니다.

• 경량화: 메모리 사용량이 적으며, 높은 성능을 유지하면서도 리소스 소모가 적습니다.

• 리버스 프록시 기능: Nginx는 리버스 프록시 서버로 동작하여 클라이언트 요청을 받아 적절한 백엔드 서버로 전달합니다. 이 과정에서 요청을 여러 서버로 분산시키거나, SSL/TLS 종료를 통해 HTTPS 트래픽을 처리하며, 백엔드 서버의 부하를 줄이는 역할을 합니다.

• 정적 콘텐츠 서비스: 정적 파일을 매우 빠르게 서비스할 수 있으며, 이를 통해 성능을 극대화할 수 있습니다.

• 로드 밸런싱: 트래픽을 여러 서버로 분산시키는 로드 밸런서로도 사용될 수 있습니다.

Nginx의 사용 사례

Nginx는 고성능이 요구되는 환경에서 주로 사용됩니다:

• 정적 파일 서비스: 이미지, CSS, JS 파일 등 정적 콘텐츠를 매우 빠르게 제공할 수 있습니다.

• 리버스 프록시 서버: 여러 애플리케이션 서버 앞단에서 클라이언트 요청을 중계하는 역할을 합니다.

• 로드 밸런서: 여러 서버 간의 트래픽을 효율적으로 분산시킵니다.

• API Gateway: 마이크로서비스 아키텍처에서 API 요청을 처리하는 게이트웨이 역할을 합니다.

vs 웹 서버 애플리케이션

웹 서버(Web Server)와 애플리케이션 서버(WAS)는 모두 웹 애플리케이션을 제공하는 데 중요한 역할을 하지만, 그 기능과 목적에 있어서 몇 가지 차이점이 있습니다.

역할 및 기능

• 웹 서버(Web Server):

  • 주로 정적 콘텐츠를 처리합니다. 이는 HTML 파일, CSS, JavaScript, 이미지와 같은 정적인 파일을 클라이언트(웹 브라우저)에게 전달하는 역할을 합니다.

  • 동적 콘텐츠 요청이 들어올 경우, 이를 애플리케이션 서버나 CGI, PHP 등의 스크립트 언어로 전달하여 처리하게 합니다.

  • 웹 서버는 클라이언트로부터의 요청을 받아들여 적절한 파일이나 리소스를 반환하는 요청-응답 사이클을 관리합니다.

• 애플리케이션 서버(WAS):

  • 동적 콘텐츠를 생성하고 관리하는 데 중점을 둡니다. WAS는 웹 서버가 전달한 요청을 받아서, 복잡한 비즈니스 로직을 처리하고, 데이터베이스와 상호작용하여 결과를 생성한 후, 이를 웹 서버로 전달합니다.

  • Java EE, Spring, .NET, Ruby on Rails 등의 프레임워크를 사용하여 웹 애플리케이션을 실행하며, EJB(Enterprise JavaBeans), Servlet, JSP와 같은 기술을 활용하여 웹 애플리케이션의 핵심 기능을 처리합니다.

  • WAS는 트랜잭션 관리, 데이터 소스 연결, 보안 관리, 세션 관리 등 서버 측 로직과 비즈니스 로직을 처리합니다.

기술 스택 및 사용 사례

• 웹 서버(Web Server):

  • Apache, Nginx, Microsoft IIS 등이 대표적인 웹 서버 소프트웨어입니다.

  • 사용 사례로는 정적 웹 사이트나 간단한 웹 애플리케이션을 호스팅하는 경우가 있습니다. 예를 들어, 블로그, 포트폴리오 사이트, 마케팅 랜딩 페이지 등이 있습니다.

  • 또한, 프록시 서버로 활용되어, 클라이언트의 요청을 애플리케이션 서버로 전달하거나, 여러 서버 간의 로드 밸런싱을 수행할 수 있습니다.

• 애플리케이션 서버(WAS):

  • Tomcat, JBoss, WebSphere, WebLogic 등이 대표적인 WAS입니다.

  • 사용 사례로는 복잡한 웹 애플리케이션이나 엔터프라이즈 애플리케이션을 처리하는 경우가 있습니다. 예를 들어, 전자 상거래 시스템, 금융 시스템, 대규모 ERP 시스템 등이 있습니다.

  • WAS는 서버 측에서 동적인 데이터를 생성하고, 이를 웹 서버와 클라이언트에게 전달하는 역할을 합니다.

처리 방식

• 웹 서버(Web Server):

  • 웹 서버는 주로 HTTP 프로토콜을 통해 클라이언트의 요청을 처리합니다. 요청된 파일이 존재하면 이를 클라이언트에게 반환하고, 동적 요청은 애플리케이션 서버나 스크립트 엔진으로 전달하여 처리 결과를 반환받습니다.

  • 웹 서버는 요청된 리소스를 가능한 빠르게 반환하는 데 중점을 둡니다.

• 애플리케이션 서버(WAS):

  • 애플리케이션 서버는 웹 서버로부터 받은 요청을 바탕으로 서버 측 비즈니스 로직을 실행합니다. 데이터베이스와 통신하여 필요한 데이터를 조회하고, 이를 비즈니스 로직에 따라 처리하여 동적 콘텐츠를 생성합니다.

  • 예를 들어, 사용자가 로그인 요청을 보낼 때, WAS는 데이터베이스에서 사용자의 정보를 조회하고, 인증 로직을 실행하여 성공 또는 실패 메시지를 생성합니다.

OSI 7계층과의 라우팅의 연관성

• L3(네트워크 계층): IP 주소를 기반으로 패킷을 목적지까지 전달하는 기본적인 라우팅 기능을 수행합니다.

• L4(전송 계층): TCP/UDP 포트 번호와 IP 주소를 기반으로 트래픽을 분산시키는 라우팅, 즉 L4 로드 밸런싱을 수행합니다.

• L7(애플리케이션 계층): HTTP 헤더, URL 등 애플리케이션 레벨의 정보를 기반으로 한 고급 라우팅과 트래픽 분산, 즉 L7 로드 밸런싱 및 리버스 프록시 역할을 수행합니다.

L3 - 네트웤크 계층

• 기능: IP 주소를 기반으로 한 라우팅.

• 역할:

  • L3 라우터는 패킷이 출발지에서 목적지로 이동할 수 있도록 최적의 경로를 찾아 전달합니다.

  • IP 주소를 사용하여 네트워크 간에 데이터 패킷을 전달하며, 각 네트워크 장치(라우터)가 경로를 결정합니다.

  • 웹 서버와 관련된 L3 라우팅은 주로 인터넷 서비스 제공자(ISP) 네트워크나, 조직의 내부 네트워크에서 이루어지며, 웹 서버가 위치한 네트워크로 패킷을 전달하는 역할을 합니다.

• 사용 예시: 클라이언트가 웹 서버에 접속하려고 할 때, 클라이언트의 요청은 여러 L3 라우터를 거쳐 웹 서버의 IP 주소로 도달합니다. 이 과정에서 각 라우터는 IP 주소를 기반으로 최적의 경로를 결정합니다.

L4 - 전송 계층

• 기능: TCP/UDP 포트 번호와 IP 주소를 기반으로 한 라우팅 및 트래픽 분산.

• 역할:

  • L4 로드 밸런서는 클라이언트 요청의 포트 번호와 IP 주소를 사용해 트래픽을 적절한 서버나 서비스로 전달합니다.

  • L4에서의 라우팅은 트래픽의 상태나 내용을 분석하지 않고, 전송 계층 정보만을 기반으로 라우팅을 결정합니다.

  • 이 계층에서는 클라이언트와 서버 간에 TCP 연결이 설정되며, 데이터를 세그먼트 단위로 나누고 오류를 검출 및 수정하여 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다.

• 사용 예시: HTTP 요청(포트 80)과 HTTPS 요청(포트 443)을 받아들여 여러 웹 서버에 균등하게 분산시키는 로드 밸런싱. 예를 들어, 클라이언트의 TCP 연결을 여러 웹 서버에 분산하여 트래픽을 처리하는 경우입니다.

L7 - 애플리케이션 계층

• 기능: 애플리케이션 레벨 정보(예: URL, HTTP 헤더, 쿠키 등)를 기반으로 한 라우팅.

• 역할:

  • L7 로드 밸런서는 클라이언트 요청의 HTTP 헤더, URL 경로, 쿠키, 세션 정보 등을 분석하여 트래픽을 적절한 서버로 분배합니다.

  • L7 라우팅은 트래픽의 내용을 심층적으로 분석하여, 특정 요청(예: /api)을 처리할 서버나 서비스에 전달하는 기능을 수행합니다.

  • 이 계층에서는 콘텐츠 기반 라우팅(Content Switching), 고급 로드 밸런싱, 리버스 프록시, SSL 종료 등의 고급 기능이 제공됩니다.

• 사용 예시: 특정 도메인(api.example.com)으로 오는 모든 요청을 API 서버로 전달하거나, 특정 URL 패턴(/login)을 처리하는 서버로 요청을 전달하는 경우. 예를 들어, Nginx가 리버스 프록시 역할을 하여, URL 경로에 따라 요청을 적절한 백엔드 서버로 분배하는 경우입니다.

웹 서버 소프트웨어의 서버 간 라우팅 기능과 OSI 7계층

Apache와 Nginx 같은 웹 서버 소프트웨어는 Layer 4(전송 계층)과 Layer 7(응용 계층)에서 라우팅 기능을 제공합니다.

Layer 4 (전송 계층) 라우팅

• 동작 방식:

  • Layer 4에서의 라우팅은 주로 TCP/UDP 포트 정보를 기반으로 트래픽을 처리합니다. Nginx와 같은 웹 서버 소프트웨어는 이 계층에서 IP 주소와 포트 번호를 사용해 요청을 적절한 백엔드 서버로 라우팅합니다.

  • 예를 들어, 특정 포트로 들어오는 트래픽을 여러 백엔드 서버로 분산시켜 로드 밸런싱할 수 있습니다. Nginx의 경우 upstream 블록을 사용해 여러 서버를 묶어 로드 밸런싱을 수행할 수 있습니다.

Layer 7 (응용 계층) 라우팅

• 동작 방식:

  • Layer 7에서의 라우팅은 HTTP URI, 헤더, 쿠키 등의 응용 계층 정보를 기반으로 요청을 처리합니다. 웹 서버는 이 계층에서 클라이언트의 요청을 분석하고, URI 경로, 서브도메인, HTTP 메서드 등에 따라 적절한 리소스로 요청을 라우팅하거나 다른 서버로 전달합니다.

  • L7 라우팅에서는 요청의 내용(예: URI 경로, 쿼리 파라미터 등)을 바탕으로 더 세분화된 라우팅이 가능합니다. 이 계층에서는 정적 파일을 제공하거나, 특정 URI 패턴에 따라 다른 서버로 요청을 전달하는 리버스 프록시 역할도 수행할 수 있습니다.