[2023.3.13] 섹션3 기술면접준비

IP 프로토콜의 한계에 대해서 설명해주세요.

IP(인터넷 프로토콜)은 복잡한 인터넷 망 속 수많은 노드(하나의 서버컴퓨터)들을 지나 클라이언트와 서버가 정확하게 데이터를 전달하고 무사히 통신할 수 있게 해준다.

전송데이터를 무사히 전송하기 위해 IP주소를 컴퓨터에 부여하여 지정한 IP주소에 패킷이라는 통산단위로 데이터 전달하는 방식을 이용한다.

IP패킷은 전송데이터를 무사히 전송하기 위해 출발지 IP,목적지 IP와 같은 정보가 포함되어있다.

 

패킷 단위로 전송을 하면 노드들은 목적지 IP에 도달하기 위해 서로 데이터를 전달한다. 이를 통해 복잡한 인터넷 망 사이에서도 정확한 목적지로 패킷을 전송할 수 있다.

 

서버에서 무사히 데이터를 전송받는다면 서버도 이에 대한 응답을 돌려줘야한다.

서버 역시 IP패킷을 이용해 클라이언트에 응답을 전달한다.

 

IP프로토콜은 비연결성과 비신뢰성이라는 특징의 한계를 갖고 있다.(보완할 수 있다!)

 

비연결성

만약 패킷을 받을 대상이 없거나 서비스 불능 상태여도 클라이언트는 서버의 상태를 파악할 방법이 없기 때문에 패킷을 그대로 전송하게 된다.

비신뢰성

중간에 있는 서버가 데이터를 전달하던 중 장애가 생겨 패킷이 소실되더라도 클라이언트는 이를 파악할 방법이 없다.

또한 전달 데이터의 용량이 클 경우 이를 패킷단위로 나눠서 데이터를 전달하게 되는데 이때 패킷들은 서로 다른 노드를 통해 전달 될 수 있다. 이렇게되면 클라이언트가 의도하지 않은 순서댇로 서버에 패킷이 도착할 수가 있다.

 

하지만 이 단점들은 보완할 수 있다.

IP프로토콜보다 더 높은 계층에 TCP프로토콜이 존재하기 때문에 IP프로토콜의 한계를 보완할 수 있다.

먼저 HTTP메시지가 생성되면 소켓(프로그램이 네트워크에서 데이터를 송수신할 수 있도록 네트워크 환경에 연결할 수 있게 만들어진 연결부)을 통해 전달된다. 그리고 IP패킷을 생성하기전 TCP 세그먼트를 생성한다. 이렇게 생성된 TCP/IP 패킷은 LAN카드와 같은 물리적 계층을 지나기 위해 이더넷 프레임워크에 포함되어 서버로 전송됩니다. TCP세그먼트에는 IP패킷의 출발지 IP와 목적지 IP정보를 보완할 수 있는 출발지 PORT 목적지 PORT, 전송제어, 순서, 검증정보 등을 포함한다, 

 

TCP는 장치들 사이에 논리적인 접속을 성립하기 위해 3 way handshake을 사용하는 연결지향형 프로토콜이다. 먼저 클라이언트는 서버에 접속을 요청하는 SYN패킷을 보낸다. 서버는 SYN요청을 받고 클라이언트에게 요청을 수락한다는 ACK와 SYN이 설정된 패킷을 발송하고 클라이언트가 다시 ACK로 응답하면 그 이후로 연결이 성립되며 데이터를 전송할 수 있다.

TCP는 데이터 전송이 성공적으로 이루어진다면 이에대한 응답을 돌려주기 때문에 IP패킷의 한계인 비연결성을 보완할 수 있다.

만약 패킷이 순서대로 도착하지 않는다면 TCP세그먼트에 있는 정보를 토대로 다시 패킷전송을 요청할 수 있다. 이를 통해 IP패킷의 한계인 비신뢰성(순서를 보장하지 않음)을 보완할 수 있다.

 

<정리>

IP프로토콜은 데이터패킷이 네트워크를 통해 이동하고, 올바른 대상에 도착할 수 있도록 하는데 사용하는 통신규약이다. IP 프로토콜은 비연결성과 비신뢰성이라는 한계를 갖는다. 비연결성은 만약 패킷을 받을 대상이 없거나 서비스 불능 상태여도 클라이언트는 서버의 상태를 파악할 방법이 없기 때문에 패킷을 그대로 전송하게 된다는 것이다. 비신뢰성은 중간에 있는 서버가 데이터를 전달하던 중 장애가 생겨 패킷이 소실되더라도 클라이언트는 이를 파악할 방법이 없다는 것입니다. 또한 클라이언트가 의도하지 않은 순서대로 패킷이 서버에 도착할 수도 있습니다. 패킷전송과 정확한 순서를 보장하려면 TCP프로토콜과 같은 IP의 상위 프로토콜을 이용해야 합니다.

 

HTTP 프로토콜의 특징

-클라이언트 서버구조

클라이언트가 서버에 요청을 보내면 서버는 그에 대한 응답을 보내는 클라이언트 서버 구조로 이루어져 있다.

-무상태 프로토콜 비연결성

서버가 클라이언트의 상태를 보존하지 않는 무상태 프로토콜이다. 클라이언트는 클라이언트에 대한 정보를 요청시에 모두 보내줘야한다. 이는 서버의 변경및 확장에 용이하다.

비연결성을 가지는 HTTP에서는 실제로 요청을 주고받을때만 연결을 유지하고 응답을 주고나면 TCP/IP연결을 끊는다. 이를 통해 최소한의 자원으로 서버 유지를 가능하게 한다.

단점을 극복하기 위해 HTTP지속연결을 사용한다. HTTP 지속연결에서는 연결이 이루어지고 난 뒤 각각의 자원들을 요청하고, 모든 자원에 대한 응답이 돌아온 후에 연결을 종료한다.

-HTTP메세지

-단순함,확장가능

 

 

<요약>HTTP는 인터넷에서 데이터를 주고받을 수 있는 프로토콜입니다.  Client-Server구조를 가집니다. 클라이언트는 서버에 요청을 보내고 응답이 올때까지 대기하고 서버는 요청에 대한 결과를 만들어 응답합니다. 무상태성을 가집니다. 서버는 클라이언트의 상태를 저장하지 않습니다. 그래서 클라이언트는 매 요청마다 정보를 추가해서 보내줘야한다는 단점이 있습니다. 하지만 서버의 변경 및 확장에 용이하다는 장점이 있습니다. 비연결성을 가집니다. 요청을 한 후 응답을 받으면 바로 연결을 종료합니다. 이를 통해 최소한의 자원으로 서버유지를 가능하게 합니다. 앞서 말씀드렸던 무상태성과 비연결성 덕분에 HTTP는 단순하고 확장이 가능한 프로토콜이라고 할 수 있습니다.

 

재귀를 활용하기 좋은 상황은 언제인지 예시를 들어 설명해주세요.

재귀란 자기 자신을 호출하는 것을 말합니다. 재귀함수는 반복문으로 표현할 수 있지만 재귀를 적용한 코드가 더 적절할 때가 있습니다. 중첩된 반복문이 많거나 반복문의 중첩횟수를 예측하기 어려운 경우에 재귀가 유용하게 쓰입니다. 예를 들어 단일연결리스트를 역순으로 출력해야하는 문제가 있다면, 반복문으로는 리스트의 마지막 값을 바로 알 수가 없습니다. 이럴때 재귀를 활용하면 리스트의 가장 마지막요소까지 확인할 수 있습니다. 재귀는 큰 목표작업 하나를 동일하면서 간단한 작업 여러개로 나눌 수 있을때 유용합니다. 목표작업을 간단한 동작 하나와 목표작업을 변형한 작업으로 단순화시킬 수 있을때도 재귀를 사용할 수 있습니다. 예를 들어 피보나치 n번째 수를 구하는 문제에서 재귀가 유용하게 쓰일 수있습니다. 피보나치수열의 n번째 수는 n-1번째 수와 n-2번째수를 합한 값이기 때문에 몇번째 수를 구하든 동일한 구조의 작은 문제로 나눌 수 있습니다.