HTTP 프로토콜 & 운영체제

HTTP 프로토콜의 진화

HTTP/1.0

특징

• 한 연결당 하나의 요청만 처리
• 매번 TCP 3-웨이 핸드셰이크 필요 → RTT 증가

문제 해결 방법

• 이미지 스플리팅: 여러 이미지를 하나로 합쳐 다운로드 후 CSS background-position으로 표시
• 코드 압축: 개행 문자, 빈칸 제거로 코드 크기 최소화
• Base64 인코딩: 이미지를 문자열로 변환 (단, 크기 37% 증가)

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HTTP/1.1

개선 사항

• keep-alive 옵션: 한 번의 TCP 연결로 여러 요청 처리 가능
• 표준화된 keep-alive (HTTP/1.0에서는 비표준)

한계

• HOL Blocking: 특정 요청이 느리면 뒤의 요청이 대기
• 무거운 헤더: 쿠키 등 메타데이터가 압축되지 않음

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HTTP/2

핵심 기능

1. 멀티플렉싱

   • 여러 스트림을 병렬 처리
   • 특정 스트림 패킷 손실 시 해당 스트림만 영향
   • HOL Blocking 해결

2. 헤더 압축

   • HPACK 압축 형식 (허프만 코딩 알고리즘)
   • 빈도 높은 정보는 적은 비트, 낮은 정보는 많은 비트 사용

3. 서버 푸시

   • 클라이언트 요청 없이 서버가 리소스 전송
   • 예: HTML 읽으면서 CSS 파일 먼저 푸시

4. 요청 우선순위 처리

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HTTPS (HTTP/2 기반)

SSL/TLS 보안

• 애플리케이션 계층과 전송 계층 사이에 SSL/TLS 계층 추가
• 통신 암호화, 제3자 도청·변조 방지

핵심 메커니즘

1. 보안 세션: TLS 핸드셰이크로 생성 (1-RTT)
2. 사이퍼 슈트: 프로토콜 + AEAD 사이퍼 모드 + 해싱 알고리즘
   • 예: TLS_AES_128_GCM_SHA256
3. 인증 메커니즘: CA 발급 인증서 기반 공개키 제공
4. 키 교환: Diffie-Hellman 알고리즘으로 PSK 생성
5. 해싱: SHA-256, SHA-384 알고리즘

SEO 이점

• 구글은 HTTPS 사이트에 SEO 순위 우대
• 캐노니컬 설정, 메타 태그, 페이지 속도, 사이트맵 관리 필수

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HTTP/3

혁신적 변화

• UDP 기반 QUIC 프로토콜 사용 (TCP 대신)
• 1-RTT 연결 설정: 3-웨이 핸드셰이크 제거
• 멀티플렉싱 유지
• FEC (순방향 오류 수정): 열악한 네트워크에서도 낮은 패킷 손실률

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운영체제 (OS)

운영체제의 역할

1. CPU 스케줄링 및 프로세스 관리

   • CPU 소유권 할당, 프로세스 생성·삭제, 자원 할당·반환

2. 메모리 관리

   • 한정된 메모리를 프로세스에 효율적으로 할당

3. 디스크 파일 관리

   • 파일 저장 방식 관리

4. I/O 디바이스 관리

   • 마우스, 키보드 등 I/O 디바이스와 데이터 송수신 관리

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운영체제의 구조

[유저 프로그램]
      ↓
    [GUI]
      ↓
  [시스템콜] ← 커널 접근 인터페이스
      ↓
   [커널] ← OS 핵심 (보안, 메모리, 프로세스 관리)
      ↓
  [드라이버]
      ↓
 [하드웨어]

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시스템콜 (System Call)

정의

• 유저 프로그램이 커널에 접근하기 위한 인터페이스
• I/O 요청, 파일 시스템 접근 등에 사용

동작 과정

1. 유저 모드에서 I/O 요청 (예: fs.readFile())
2. 시스템콜 호출 → modebit 1 → 0 (유저 모드 → 커널 모드)
3. 커널 모드에서 파일 읽기
4. modebit 0 → 1 (커널 모드 → 유저 모드)
5. 유저 프로그램 로직 계속 수행

modebit

• 0: 커널 모드 (모든 자원 접근 가능)
• 1: 유저 모드 (제한적 접근)

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인터럽트 (Interrupt)

정의

• 신호가 들어왔을 때 CPU를 잠깐 정지시키는 것

종류

1. 하드웨어 인터럽트: 키보드, 마우스 등 I/O 디바이스
2. 소프트웨어 인터럽트 (트랩): 프로세스 오류, 시스템콜 호출

처리 과정

• 인터럽트 발생 → 인터럽트 벡터 → 인터럽트 핸들러 함수 실행

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컴퓨터의 핵심 요소

CPU (Central Processing Unit)

• 제어장치: 명령어 읽기·해석, 데이터 처리 순서 결정
• 레지스터: CPU 내 초고속 임시 기억장치
• 산술논리연산장치 (ALU): 산술·논리 연산 수행

DMA 컨트롤러

• I/O 디바이스가 메모리에 직접 접근하도록 지원
• CPU 부하 감소, CPU와 동시 작업 방지

메모리 (RAM)

• 데이터, 상태, 명령어 기록
• 크기가 클수록 많은 작업 동시 수행 가능

타이머

• 프로그램 실행 시간 제한

디바이스 컨트롤러

• I/O 디바이스의 작은 CPU
• 로컬 버퍼: 디바이스 데이터 임시 저장

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