주벨로퍼의 개발 공부

* TCP/IP 란?

  TCP/IP는 컴퓨터와 컴퓨터간의 지역네트워크(LAN) 혹은 광역네트워크(WAN)에서 통신을 위한 통신규약(Protocol)이다.

  즉 인터넷에서, 컴퓨터와 컴퓨터간의 통신을 위한 프로토콜이다.

  TCP/IP는 5계층으로 나뉘어져 있고 각 계층마다 특정 역할이 있다.

1. Physical Layer (1 계층)

  모든 파일과 프로그램은 0과 1의 나열이다.

  결국 0과 1만 주고받을 수 있고 주고받으면 된다.

  0과 1의 나열을 아날로그 신호로 바꾸어 전선으로 흘려 보내고 (encoding)

  아날로그 신호를 받은 컴퓨터는 해당 신호를 디지털 신호인 0과 1의 나열로 해석 (decoding) 하여

  물리적으로 연결된 두 대의 컴퓨터가 0과 1의 나열을 주고받을 수 있게 해주는 모듈, 계층이 바로 1 계층이다.

  해당 과정은 하드웨어적으로 수행된다.

2. Data-Link Layer (2 계층)

  그렇다면 여러 대의 컴퓨터가 통신하려면 어떻게 해야 할까?

  내가 통신하고 싶은 모든 컴퓨터에 전선을 꽂을 수는 없다. 

  그 과정은 비용적, 공간적으로 매우 비효율적이기 때문이다!

  따라서 전선 하나를 가지고 여러 대의 컴퓨터와 통신할 방법을 모색해야 한다.

  하나의 라우터(공유기)로 하나의 단위 네트워크를 만들고 해당 네트워크를 또 라우터로

  묶고 묶으면 거대한 네트워크가 형성이 되는데 이러한 전 세계의 컴퓨터들이 계층 구조로 연결된 것을 인터넷이라고 한다. 

  같은 네트워크에 있는 여러 컴퓨터들이 데이터를 주고받기 위해서 필요한 모듈, 계층이 바로 2 계층이다.

  데이터 링크 계층은 랜카드에 구현되어있으며 2계층 모듈도 1계층 물리층과 같이 하드웨어적으로 구현되어 있다.

3. Network Layer (3 계층)

  먼저 3계층을 설명하기 이전에 패킷을 알아야 한다. 패킷이란 목적지의 ip 주소와 보내고자하는 데이터로 이루어져있다.

  A에서 B로 패킷을 보내려고하자. A에서 가장 가까운 라우터로 패킷이 전달되고 해당 라우터는 패킷의 ip 주소를 확인한다.

  해당 라우터는 자신과 연결된 컴퓨터의 ip 주소 중 패킷의 ip 주소와 일치하는 컴퓨터가 없다면 자신의 상위 라우터로 다시 패킷을 보낸다.    이와 같은 과정이 B라는 컴퓨터에 도착하기까지 반복된다.

  인터넷 속에서 어딘가에 있는 목적지 컴퓨터로 데이터를 전송하기 위해 ip 주소를 이용해서 길을 찾고 자신 다음의 라우터에게 데이터를 넘겨주는 것이 네트워크 계층에서 일어나는 일이다.

  네트워크 계층의 기술은 운영체제의 커널에 소프트웨어적으로 구현되어 있다.

4. Transport Layer (4 계층)

  3계층까지 거쳐 데이터를 무사히 받은 컴퓨터는 받은 데이터를 실행중인 프로세스에게 무사히 전달해야 한다.

  어떤 데이터를 무슨 프로세스에게 줘야할지 어떻게 알 수 있을까?

  포트 번호는 하나의 컴퓨터에서 동시에 실행되고 있는 프로세스들이 서로 겹치지 않게 가져야하는 정수 값이다.

  따라서 이미 하나의 포트 번호에서 실행되고 있는 프로세스가 있다면 다른 프로세스가 해당 포트 번호에선 실행될 수 없다.

  또한 데이터를 보내는 컴퓨터는 받는 컴퓨터가 실행중인 프로세스의 포트 번호도 미리 알고 있어야 한다.

  우리가 브라우저를 통해 네이버에 접속할때 사실 포트번호는 생략되어있지만 실제로는 80번 포트에 요청하는 것이다.

  결국 4계층은 목적지인 컴퓨터에서 특정 포트번호에 실행중인 프로세스에 정확히 데이터가 도착하게끔 하는 모듈, 계층이다. 

  4계층도 마찬가지로 운영체제의 커널에 소프트웨어적으로 구현되어 있다.

5. Application Layer (5 계층)

  Tcp/ip 소켓 프로그래밍이란 운영체제의 transport layer에서 제공하는 api를 활용해서 통신 가능한 프로그램을 만드는 것을 Tcp/ip 소켓 프로그래밍, 또는 네트워크 프로그래밍이라고 한다.

  Tcp/ip 소켓 프로그래밍을 통해 누구나 자신만의 application layer 인코더와 디코더를 만들 수 있다.

  대표적인 application layer 프로토콜로 http가 있다.

1. REST API란?

  1 - 1) REST API의 탄생

    REST는 Representational State Transfer라는 용어의 약자로서 로이 필딩 (Roy Fielding)의 박사학위 논문에서 최초로 소개되었다.

    로이 필딩은 HTTP의 주요 저자 중 한 사람으로 그 당시 웹(HTTP) 설계의 우수성에 비해 제대로 사용되어지지 못하는 모습에

    안타까워하며 웹의 장점을 최대한 활용할 수 있는 아키텍처로써 REST를 발표했다고 한다.

  1 - 2) REST 구성

    REST API는 크게 세 가지로 구성되어있다.

    자원(Resource) - URI

    행위(Verb) - HTTP METHOD

    표현(Representations)

  1 - 3) REST의 특징

    Uniform (유니폼 인터페이스)

    Uniform Interface는 URI로 지정한 리소스에 대한 조작을 통일되고 한정적인 인터페이스로 수행하는 아키텍처 스타일을 말합니다.

    Stateless (무상태성)

    REST는 무상태성 성격을 갖는다. 다시 말해 작업을 위한 상태정보를 따로 저장하고 관리하지 않는다.

    세션 정보나 쿠키정보를 별도로 저장하고 관리하지 않기 때문에 API 서버는 들어오는 요청만을 단순히 처리하면 된다.

    때문에 서비스의 자유도가 높아지고 서버에서 불필요한 정보를 관리하지 않음으로써 구현이 단순해진다.

    Cacheable (캐시 가능)

    REST의 가장 큰 특징 중 하나는 HTTP라는 웹표준을 그대로 사용하기 때문에, 웹에서 사용하는 기존 인프라를 그대로 활용이 가능하다.        따라서 HTTP가 가진 캐싱 기능이 적용 가능합니다.

    HTTP 프로토콜 표준에서 사용하는 Last-Modified태그나 E-Tag를 이용하면 캐싱 구현이 가능하다.

    Self-descriptiveness (자체 표현 구조)

    REST의 또 다른 큰 특징 중 하나는 REST API 메시지만 보고도 이를 쉽게 이해 할 수 있는 자체 표현 구조로 되어 있다는 것이다.

    Client - Server 구조

    REST 서버는 API 제공, 클라이언트는 사용자 인증이나 컨텍스트(세션, 로그인 정보)등을 직접 관리하는 구조로

    각각의 역할이 확실히 구분되기 때문에 클라이언트와 서버에서 개발해야 할 내용이 명확해지고 서로간 의존성이 줄어들게 된다.

    계층형 구조

    REST 서버는 다중 계층으로 구성될 수 있으며 보안, 로드 밸런싱, 암호화 계층을 추가해 구조상의 유연성을 둘 수 있고

    PROXY, 게이트웨이 같은 네트워크 기반의 중간매체를 사용할 수 있다.

2. REST API 디자인 가이드

  REST API 설계 시 가장 중요한 항목은 다음의 2가지로 요약할 수 있다.

  첫 번째, URI는 정보의 자원을 표현해야 한다.
  두 번째, 자원에 대한 행위는 HTTP Method(GET, POST, PUT, DELETE)로 표현한다.

  2 - 1) URI

    슬래시 구분자(/)는 계층 관계를 나타내는 데 사용한다.

    URI 마지막 문자로 슬래시(/)를 포함하지 않는다.

    하이픈(-)은 URI 가독성을 높이는데 사용

    밑줄(_)은 URI에 사용하지 않는다.

    URI 경로에는 소문자가 적합하다.

    파일 확장자는 URI에 포함시키지 않는다.

  2 - 2) Method

    POST, GET, PUT, DELETE 이 4가지의 Method를 가지고 CRUD를 할 수 있다.

  2 - 3) Collection과 Document

    Collection과 Document에 대해 알면 URI 설계가 한 층 더 쉬워진다.

    DOCUMENT는 단순히 문서로 이해해도 되고, 한 객체라고 이해하면 될 것 같다.

    컬렉션은 문서들의 집합, 객체들의 집합이라고 생각하면 될 것이다.

    컬렉션과 도큐먼트는 모두 리소스라고 표현할 수 있으며 URI에 표현된다.

    여기서 중요한 점은 컬렉션은 복수로 사용해야 한다는 점이다.

    컬렉션이 다큐먼트의 모음이기 때문이다.

    따라서 직관적인 REST API를 위해서는 컬렉션과 도큐먼트를 사용할 때 단수 복수도 지켜준다면 이해하기 쉬운 URI를 설계할 수 있다.

3. HTTP 응답 상태 코드

  마지막으로 응답 상태코드에 대해 알아보자.

  잘 설계된 REST API는 URI와 METHOD에 대한 표현만이 아닌 그 리소스에 대한 응답을 잘 내어주는 것까지 포함되어야 한다.

  정확한 응답의 상태코드만으로도 많은 정보를 전달할 수가 있기 때문에 응답의 상태코드 값을 명확히 돌려주는 것은 중요한 일이다.

  혹시 200이나 4XX관련 특정 코드 정도만 사용하고 있다면 처리 상태에 대한 좀 더 명확한 상태코드 값을 사용할 수 있기를 권장한다.

  200 : 클라이언트의 요청을 정상적으로 수행한경우

  201 : 클라이언트가 어떠한 리소스 생성을 요청, 해당 리소스가 성공적으로 생성됨(POST를 통한 리소스 생성 작업 시)

  400 : 클라이언트의 요청이 부적절 할 경우 사용하는 응답 코드

  401 : 클라이언트가 인증되지 않은 상태에서 보호된 리소스를 요청했을 때 사용하는 응답 코드

  404 : 유저 인증상태와 관계 없이 응답하고 싶지 않은 리소스를 클라이언트가 요청했을 때 사용하는 응답 코드

  405 : 클라이언트가 요청한 리소스에서는 사용 불가능한 Method를 이용했을 경우 사용하는 응답 코드

  301 : 클라이언트가 요청한 리소스에 대한 URI가 변경 되었을 때 사용하는 응답 코드

  500 : 서버에 문제가 있을 경우 사용하는 응답 코드

*참고 : meetup.toast.com/posts/92