웹 서버 - insideBOX

웹 서버란 월드 와이드 웹에서 페이지를 사용자에게 제공하는 역할을 하는 컴퓨터 시스템입니다. 웹 서버는 HTTP^{Hypertext Transfer Protocol}라는 프로토콜을 이용해 사용자의 요청을 받아 HTML, CSS, JavaScript 등의 파일들을 전송합니다. 이렇게 전송된 파일들은 사용자의 브라우저에 의해 해석되고 표시됩니다.

웹 서버란

인터넷 상에서 정보를 저장하고 사용자가 요청할 때 해당 정보를 제공하는 컴퓨터나 시스템을 말합니다. 웹 서버는 웹 브라우저와 같은 클라이언트 애플리케이션들로부터 HTTP^{Hypertext Transfer Protocol} 요청을 받아 처리한 후, 그 결과를 HTTP 응답으로 보내는 역할을 합니다.

웹 서버는 클라이언트(사용자)의 요청을 받아 웹 페이지와 리소스 정보를 제공하는 소프트웨어입니다.

웹 서버는 일반적으로 HTML 문서, 이미지, 스타일 시트CSS, 자바스크립트 파일 등 다양한 형태의 미디어를 호스팅합니다. 이러한 파일들은 웹 페이지 구성에 필요한 요소들로, 사용자가 특정 URL에 접속하면 이러한 리소스들이 조합되어 완성된 웹 페이지 형태로 보여집니다.

또한, 웹 서버는 정적인 컨텐츠 뿐만 아니라 동적인 콘텐츠도 제공할 수 있습니다. 예를 들어 사용자의 입력에 따라 내용이 바뀌는 웹 페이지의 경우, 서버 측에서 PHP, Python 등과 같은 언어가 실행되어 동적으로 HTML 코드를 생성하고 이를 클라이언트에게 전송합니다.

웹 서버 소프트웨어인 Apache, Nginx 등은 클라이언트의 요청을 받아 적절한 처리 과정을 거친 후 응답하는 기능을 수행합니다. 이 과정에서 여러 가지 보안 설정과 권한 관리도 함께 이루어지며, 필요에 따라 데이터베이스 시스템과 연동하여 작동하기도 합니다.

따라서 웹 서버는 인터넷 상의 정보 교환 및 공유의 핵심 기반이며, 다양한 형태와 크기의 데이터를 안전하고 효율적으로 전달하는 중추적 역할을 담당합니다.

웹 서버의 작동 방식

웹 서버는 클라이언트 사용자가 브라우저를 통해 특정 URL을 입력하면 DNS^{Domain Name System}는 해당 도메인 이름을 IP 주소로 변환합니다. 이 IP 주소는 실제로 데이터를 저장하고 있는 위치, 즉 웹 서버를 가리킵니다. 클라이언트는 HTTP 프로토콜을 이용하여 이 위치에 접근하여 HTML 페이지, 이미지 파일과 같은 데이터를 요청 합니다.

URL 입력과 DNS 해석

클라이언트 사용자가 웹 브라우저를 통해 특정 웹 페이지의 URL^{Uniform Resource Locator}을 입력합니다. 이 URL은 사용자가 접근하려는 웹 페이지를 식별하는 데 사용됩니다.

URL에는 웹 페이지의 도메인 이름이 포함되어 있습니다. 도메인 이름은 일반적으로 사람이 읽을 수 있는 형식으로 작성되며, 예를 들어, www.example.com과 같은 형태입니다.
따라서 클라이언트 컴퓨터는 DNS^{Domain Name System} 서버에 도메인 이름과 관련된 IP 주소 정보를 요청합니다. DNS 서버는 일종의 전화번호부와 같아, 도메인 이름과 그에 해당하는 IP 주소 정보를 가지고 있습니다.

서버로의 HTTP 요청

클라이언트의 컴퓨터는 DNS로부터 얻은 IP 주소를 사용하여 웹 서버에 HTTP 요청을 보냅니다.

DNS 해석 결과 받은 IP 주소 정보를 바탕으로 클라이언트 컴퓨터는 해당 웹 서버에 HTTP^{Hypertext Transfer Protocol} 요청 메시지를 보냅니다.
HTTP 요청 메시지 안에는 GET, POST와 같은 메서드^method, 리소스 경로^path, 사용하는 HTTP 버전 등 다양한 정보가 포함되어 있습니다.
일반적으로 이런 요청은 TCP/IP 프로토콜 스택을 사용해 인터넷 네트워크 상에서 전송됩니다.

서버에서의 요청 처리

웹 서버는 클라이언트로부터 받은 HTTP 요청을 처리합니다. 요청에 따라 서버는 요청된 리소스를 찾거나 동적으로 생성해야 할 수 있습니다.

정적인 리소스예: HTML 파일, 이미지는 파일 시스템에서 직접 읽혀지며,
동적인 콘텐츠예: 웹 애플리케이션에서 생성되는 데이터는 PHP, Python와 같은 서버 측 스크립트를 통해 처리됩니다.

서버는 요청에 대한 응답을 생성하고 클라이언트에게 보냅니다. 이 응답에는 요청한 리소스와 함께 HTTP 상태 코드 예를 들어 200 OK, 404 Not Found와 같은 헤더 정보가 포함됩니다.

클라이언트로의 HTTP 응답

웹 브라우저는 이 내용을 해석하고 웹 페이지를 화면에 렌더링하여 사용자에게 표시합니다.

클라이언트(브라우저)는 웹 서버로부터 받은 HTTP 응답을 분석하고, 그 내용을 사용자에게 보여주기 위해 렌더링하는 작업을 진행합니다.
HTML, CSS 코드가 렌더링되어 웹 페이지 형태로 변환되고 이미지나 동영상 등의 미디어 리소스도 적절한 위치에 배치됩니다.

페이지 렌더링과 상호작용

사용자는 마우스 클릭, 키보드 입력 등으로 생성된 웹 페이지와 상호작용할 수 있습니다. 이 때 추가적인 데이터 요청이 필요하다면, 다시 HTTP 요청과응 단계를 거치게 됩니다.

이러한 과정들은 사용자가 웹 사이트를 이용하는 동안 계속해서 반복되며 일련의 네트워크 통신과 데이터 처리 과정을 거칩니다.

주요 웹 서버 소프트웨어

웹 서버 소프트웨어들은 다양하게 존재하고 여러 운영 환경과 요구 사항에 맞게 선택할 수 있습니다. 대표적으로 Apache와 Nginx는 특히 고성능 및 확장성을 중시하는 대규모 웹 애플리케이션에 인기가 있으며, IIS는 Windows 환경에서의 웹 호스팅에 적합합니다. OpenLiteSpeed와 Caddy는 가벼운 웹 서버로 간편한 설정과 관리를 추구하는 사용자에게 유용할 수 있습니다. 아래는 주요한 웹 서버 소프트웨어와 간단한 특징에 대해 정리합니다.

Apache

Apache는 오픈 소스 웹 서버 소프트웨어로, 가장 널리 사용되며 오랜 역사와 안정성을 자랑합니다.

Apache는 강력한 성능을 제공하며, 다양한 모듈을 통해 기능을 확장할 수 있습니다. 이로써 웹 사이트의 규모가 커지거나 요구사항이 변경되더라도 유연하게 대응할 수 있습니다.
Apache HTTP 서버는 모듈화가 잘 되어 있는 구조를 가지고 있습니다. 이를 통해 사용자의 요구에 따라 다양한 확장 기능을 추가할 수 있으며, 필요하지 않은 기능은 제거하여 리소스를 효율적으로 관리할 수 있습니다.
.htaccess 파일 지원: .htaccess 파일을 통해 디렉터리별로 설정 변경이 가능합니다. 이를 통해 각 디렉터리마다 다른 보안 정책이나 URL 재작성 규칙 등을 적용하는 것이 가능하므로 상당히 유연한 설정 관리가 가능합니다². .htaccess 파일 알아보기
Apache는 크로스 플랫폼 웹 서버로서 Linux, Windows, MacOS 등 다양한 운영체제에서 실행될 수 있습니다. 이런 범용성 덕분에 다양한 환경에서 쉽게 배포 및 운영이 가능합니다.
오랜 역사 동안 충분히 검증된 안정성과 함께 SSL/TLS 지원 등 강력한 보안 기능들도 제공합니다. 또한 주기적인 업데이트와 패치를 통해 발생할 수 있는 보안 문제점들도 적극적으로 대응합니다.

Nginx

Nginx는 비동기 이벤트 기반 아키텍처를 기반으로 한 웹 서버 및 리버스 프록시 소프트웨어입니다. 개인적으로 가장 선호하는 웹 서버입니다.

Nginx는 비동기 이벤트 기반의 설계로 인해 수 천에서 수 만 개의 동시 연결을 효율적으로 처리할 수 있습니다. 이로 인해 고부하 상황에서도 안정적인 서비스를 제공할 수 있습니다.
Nginx는 로드 밸런싱과 리버스 프록시 기능을 제공하여, 네트워크 트래픽 분산과 여러 백엔드 서버 간의 요청 분배를 지원합니다. 이를 통해 웹 애플리케이션의 가용성을 높이고, 전체 시스템 성능을 향상시킬 수 있습니다.
Nginx는 작은 메모리 사용량으로 대규모 접속을 처리하는 것이 가능합니다. 따라서 자원이 제한된 환경에서도 뛰어난 성능을 발휘할 수 있습니다.
URL 재작성, SSL/TLS 설정, Gzip 압축 등 다양한 모듈을 지원하여 필요에 따라 확장성 있는 구조를 구축할 수 있습니다.

Microsofts Internet Information Services(IIS)

Microsofts Internet Information Services(IIS)는 마이크로소프트에서 개발한 웹 서버 소프트웨어로, 주로 윈도우 서버 환경에서 실행됩니다.

.NET 환경과 잘 통합되어 웹 애플리케이션 개발에 적합합니다. 이를 통해 ASP.NET 애플리케이션을 쉽게 배포하고 실행할 수 있으며, .NET 기반의 다양한 언어(C#, VB.NET 등)를 사용하여 동적인 웹 페이지나 웹 서비스를 구현할 수 있습니다.
IIS는 Windows Server 운영 체제에 포함되어 제공되므로, Windows 환경에서 간단하게 설치 및 설정이 가능합니다. 또한 Active Directory와 같은 Windows 인증 메커니즘이나 파일 시스템 권한 등과 자연스럽게 통합됩니다.
IIS Manager라는 GUI 도구를 제공하여, 사용자가 쉽게 웹 사이트 설정을 관리하고 모니터링 할 수 있습니다. 또한 PowerShell 스크립트를 지원하여 자동화된 관리 작업을 가능하게 합니다.

OpenLiteSpeed

OpenLiteSpeed는 높은 성능과 안정성, 그리고 유연성 때문에 개인부터 대규모 웹 호스팅 업체까지 넓은 범위의 환경에서 활용될 수 있는 선택지입니다.

OpenLiteSpeed는 이벤트 주도 아키텍처를 통해 뛰어난 성능을 제공합니다. 이를 통해 동시에 많은 양의 요청을 처리하고, 리소스 사용량을 최적화하는데 도움이 됩니다.
OpenLiteSpeed는 Apache와 비슷한 구문을 사용하기 때문에 기존 Apache 환경에서 쉽게 마이그레이션 할 수 있습니다. .htaccess 파일 등 Apache 설정 파일들과 호환되므로, 복잡한 설정 변경 없이 기존의 환경을 그대로 가져갈 수 있습니다.
OpenLiteSpeed에는 웹 기반 관리 인터페이스가 포함되어 있어, 웹 서버 설정 변경 및 관리를 간편하게 할 수 있습니다. 이 인터페이스를 통해 서버 상태 모니터링, 로그 관리 등 다양한 작업들을 직관적으로 처리할 수 있습니다.

Caddy

Caddy는 현대적이고 사용자 친화적인 웹 서버 및 리버스 프록시 소프트웨어입니다.

Caddy는 Let's Encrypt와 통합되어 있어, 도메인에 대한 SSL 인증서를 자동으로 발급하고 관리할 수 있습니다. 이로 인해 HTTPS를 쉽게 구현하고 유지할 수 있으며, 이는 웹 사이트의 보안 강화에 기여합니다.
Caddyfile라는 간단한 구성 파일을 통해 서버 설정을 관리할 수 있습니다. 이 파일은 직관적인 문법을 가지고 있어 새로운 사용자도 쉽게 접근할 수 있습니다.
Caddy는 리버스 프록시 기능도 제공하여, 하나의 웹 서버가 여러 백엔드 서비스에 대한 요청을 분산 처리할 수 있는 구조를 만들수있습니다. 이로써 로드 밸런싱 등의 고급 네트워크 구조를 손쉽게 구현 가능합니다.

웹 서버 설정 및 관리

웹 서버의 설정 및 관리는 웹 서버 소프트웨어의 특정 문서와 구성 파일을 참고하여 진행됩니다. 기본적으로 웹 서버의 자체 공식 문서를 통해 상세하게 안내하고 있으니 이를 참고하는 것이 좋습니다.

참고: 웹 서버 설정과 관리는 웹 서버 소프트웨어 및 운영 환경에 따라 다양하게 달라질 수 있어 정답이 없다고 볼 수 있으니 관련된 문서와 지침을 따라 진행하는 것이 중요합니다. 변경된 설정은 웹 서버를 재시작하여 적용되며, 신중하게 관리해야 합니다.

포트 설정: 웹 서버는 클라이언트 요청을 받기 위한 포트 번호를 사용합니다. 기본적으로 HTTP는 80번 포트를, HTTPS는 443번 포트를 사용합니다. 포트 번호는 웹 서버 구성 파일에서 수정할 수 있으며, 원하는 포트로 변경할 수 있습니다.
도메인 설정: 웹 서버는 도메인 이름을 IP 주소로 연결해야 합니다. 이를 위해 DNS^{Domain Name System} 설정이 필요합니다. 도메인 이름과 해당 도메인이 호스팅되는 웹 서버의 IP 주소를 연결하기 위해 DNS 레코드를 설정합니다.
디렉토리 구조 정의: 웹 서버는 클라이언트 요청에 대한 정적인 리소스HTML 파일, 이미지, CSS 등를 어디서 찾아야 하는지 정의해야 합니다. 디렉토리 구조는 웹 서버의 설정 파일에서 지정되며, 각 디렉토리에 대한 권한 및 액세스 규칙도 설정됩니다.
가상 호스팅: 웹 서버는 하나의 서버에서 여러 도메인을 호스팅할 수 있습니다. 이를 가상 호스팅^{Virtual Hosting}이라고 합니다. 웹 서버 구성 파일에서 가상 호스트 설정을 추가하여 각 도메인에 대한 설정을 구분합니다.
보안 설정: 웹 서버는 보안 설정을 통해 웹 애플리케이션 및 데이터를 보호해야 합니다.
SSL/TLS 설정을 통해 암호화된 연결^HTTPS을 활성화하고, 접근 제어 및 방화벽 설정을 통해 보안을 강화합니다.
로그 관리: 웹 서버는 클라이언트 요청 및 서버 응답에 대한 로그를 기록합니다. 이 로그를 관리하여 웹 서버의 동작과 문제를 모니터링할 수 있습니다. 로그 파일의 위치 및 형식은 설정 파일에서 지정되며, 로그 파일을 주기적으로 관리하여 디스크 공간을 확보합니다.
성능 최적화: 웹 서버는 성능을 최적화하기 위해 다양한 설정을 조정할 수 있습니다. 이는 웹 서버의 부하 분산, 캐싱 설정, 스레드 및 프로세스 관리 등을 포함합니다.
웹 서버의 성능 최적화는 서버 리소스 사용을 효율적으로 관리하여 빠른 응답 시간을 유지합니다.
백업 및 복원: 웹 서버의 데이터와 설정은 정기적으로 백업해야 합니다. 이를 통해 데이터 손실 또는 설정 오류로 인한 문제를 방지할 수 있습니다. 백업된 데이터를 복원하는 절차도 정의하여 시스템 복구를 수행할 수 있어야 합니다.

보안 고려사항

웹 서버는 인터넷 상에서 데이터를 주고 받기 때문에 다양한 보안 위협에 노출되어 있습니다. 따라서, 웹 서버를 운영하면서는 다음과 같은 여러 보안 고려사항들을 염두에 두어야 합니다.

SSL/TLS를 이용한 데이터 전송 암호화: 클라이언트와 서버 간의 통신은 HTTPS와 같은 프로토콜을 사용하여 암호화됩니다. 이는 중간자 공격^MITM 등으로부터 데이터를 보호하는데 중요합니다. SSL/TLS 인증서는 신뢰할 수 있는 CA^{Certificate Authority}로부터 발급받아야 하며, 주기적인 갱신이 필요합니다.
방화벽 설정: 웹 서버는 필요한 포트만을 열고, 그 외의 포트는 차단하는 방식으로 방화벽을 설정해야 합니다. 이를 통해 불필요한 접근을 차단하고, 가능한 한 적은 범위의 네트워크 트래픽만을 허용함으로써 보안 리스크를 최소화할 수 있습니다. UFW 기본 설정 알아보기
DDoS 공격 방어: DDoS^{Distributed Denial of Service} 공격은 여러 컴퓨터가 동시에 대량의 요청을 보내 웹 서버의 자원을 소진시키는 공격입니다. DDoS 공격 대비책으로 네트워크 장비나 클라우드 기반 서비스 등에서 제공하는 DDoS 방어 솔루션을 활용할 수 있습니다.
OS 및 소프트웨어 패치 관리: 시스템 취약점은 해커들이 이용할 수 있는 위협 요소입니다. 따라서 웹 서버가 실행되고 있는 운영체제와 사용 중인 모든 소프트웨어웹 서버 프로그램, DBMS 등의 최신 업데이트 및 패치를 지속적으로 확인하고 적용해야 합니다.
접근 제어 및 권한 관리: 파일과 디렉터리, 데이터베이스 등에 대한 접근 권한을 적절히 설정하고 관리하는 것이 중요합니다. 최소 권한 원칙^{Principle of Least Privilege}에 따라 필요한 작업만 수행할 수 있는 충분하지만 최소한의 권한을 부여해야 합니다.

이 외에도 로그 관리, 인증 및 세션 관리 등 웹 서버 보안은 매우 복잡하며 다양한 요소를 고려해야 합니다. 이러한 보안 고려사항들은 웹 서버의 안전성을 확보하고, 사용자 데이터를 보호하는데 중요한 역할을 합니다.