F021 - Web Server, WAS, CGI

✍️ 자바의 신을 끝(?)내고 이제 JSP 공부를 시작하게 되면서 자연스럽게 Web Server와 WAS 에 대해서 공부하게 되었다.

이번 시간에는 이 두 서버 개념에 대해 살펴보는 시간을 가지고자 한다.

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Web Server

Web Server(이하 웹 서버)는 말 그대로 HTTP 통신을 하기 위한 서버이다. 클라이언트에서 HTTP 프로토콜에 대한 요청을 웹 서버에서 받으면 이에 대한 응답으로 정적 컴포넌트 파일을 클라이언트에게 응답한다. 이 때, 정적 컴포넌트 파일로는 대표적으로 HTML, CSS, 스크립트 파일 등이 존재한다.

웹 서버는 하드웨어와 소프트웨어 관점으로 나누어 바라 볼 수 있다.

📍 Hardware
: 요청에 대해서 전달하고자 하는 컴포넌트 파일을 저장하는 컴퓨터이다. 웹 서버 컴퓨터는 여러 네트워크 장비(랜카드, 스위치, 허브, 이더넷 포트 등)에 연결되어 있고, 이를 통해 데이터의 네트워크 통신이 가능하다.

📍 Software
: 웹 서버 소프트웨어는 웹 서버 하드웨어를 관리하고 클라이언트 요청에 대한 작동과 관리를 수행 할 수 있도록 하는 프로그램의 일종이다. 또한, 프로세서, 스토리지, 메모리 및 기타 통신 포트와 같은 하드웨어 서버의 인프라와 상호 작용하여 컨트롤 할 수 있도록 구축된다.

WAS (Web Application Server)

웹 서버는 시간의 지나면서 클라이언트의 요청에 맞게 다이나믹하게 응답 할 수 있도록 발전했다. 하지만 기존의 웹 서버는 변하지 않는 정적 컴포넌트 파일만 전달하기에는 부족했고, 이러한 사용자의 요구 사항을 충족하기 위해 방법을 고안하였고, 이 때 탄생한 것이 WAS이다.

WAS 는 웹 서버와 웹 애플리케이션의 조합이다. 즉, 클라이언트의 요청에 대한 로직 수행을 웹 애플리케이션에서 수행(데이터 베이스에서 접근해 데이터를 가져오는 등)하고, 결과를 클라이언트에게 응답하면서 정적 컴포넌트 파일의 한계를 뛰어 넘을 수 있었다

하지만 문제가 하나 있었다. 웹 서버에서 요청에 대한 로직을 수행한 언어와 클라이언트가 해석 가능한 언어가 달라 웹 브라우저에서는 서버에서 응답한 내용을 해석 할 수 없었다.

이러한 웹 서버와 클라이언트 간의 언어 간극을 좁혀주기 위해서 고안된 것이 CGI(Common Gateway Interface) 이다.

CGI(Common Gateway Interface)

웹 브라우저와 웹 서버 간 네트워크 통신을 수행 할 때, 주고 받은 컴포넌트 파일을 어떠한 규격에 맞게 읽고 쓸 수 있도록 한 명세이다. Java의 인터페이스처럼 인터페이스 내부에는 메소드만 구현되어 있을 뿐, 메소드 스코프 내부에 어떠한 코드도 작성할 수 없다. (default 예약어를 쓰는 상황은 제외한다.) 이처럼 CGI 를 기준으로 하여 각 언어들이 웹 브라우저와 소통 할 수 있도록 구현한 것이 CGI Program 이다.

CGI Program 은 클라이언트 요청이 웹 서버로 들어오면 그에 해당하는 환경변수나 표준입력을 받아서 프로세스를 메모리에 할당했다. 그리고 그 프로세스에서 요청에 대한 로직을 수행한 후 표준 출력을 클라이언트에게 응답하는 과정을 거친다.

여기서 CGI Program 의 한계가 들어나게 된다.
프로세스는 메모리에 할당 할 때 꽤 많은 메모리를 점유하게 되는 점을 잘 생각해보자. 만약 클라이언트 요청이 얼마 없다면 웹 서버의 메모리는 여러 개의 CGI Process를 메모리에 할당해도 큰 문제없이 작업을 수행 할 것이다.
하지만 클라이언트 요청의 개수가 수 백만, 수 천반이 들어온다면 웹 서버의 메모리는 이 수많은 요청을 감당하지 못한 채 OOM이 발생하면서 뻗을 것이다.

또한, CGI Program은 클라이언트의 요청이 들어올 때 마다 DB Connection 작업을 수행해야 한다. 왜냐하면 클라이언트 요청과 CGI Process의 관계는 1:1 관계이고, HTTP 통신은 요청에 대한 응답을 클라이언트에서 확인하면 연결을 끊는 특성 상 한 번 들어온 요청에 대한 CGI Process는 작업만 수행한다. 때문에 여러 개의 요청이 들어오면 요청의 수 만큼 DB Connection 작업을 수행한다. 이는 웹 서버가 수행해야 하는 작업의 양이 많아질 뿐더러 자원의 낭비를 야기 할 수 있다.

이러한 CGI Program 의 문제를 해결하기 위해서 Java 에서는 Servlet이라는 클래스를 만들었다. Servlet 은 CGI Program 과는 다르게 Thread 로 작동한다. 그 이유는 JVM 위에서 동작하기 때문이다. 다음 시간에는 Servlet에 대해서 공부해보자.

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참고 사이트

 

CGI와 Java Servlet[오라클자바커뮤니티 자바서블릿(Java Servlet)강좌]

Introduction to Java Servlets - GeeksforGeeks

 

What is Server Software? – Glossary Web

Client-Server overview - Web 개발 학습하기 | MDN