소켓, TCP 소켓, WebSocket: 네트워크 통신 심층 분석

핵심 기술: 이 콘텐츠는 운영체제 커널에 구현된 소켓 인터페이스를 통해 TCP 프로토콜에 접근하는 TCP 소켓과, 이를 활용하여 웹 환경에서 양방향 실시간 통신을 가능하게 하는 WebSocket에 대해 설명합니다.

기술적 세부사항:
* 소켓(Socket): OS 커널에 구현된 프로토콜 요소에 대한 추상화된 인터페이스로, 장치 파일의 일종으로 이해할 수 있습니다.
* TCP 소켓: TCP 스택에 대한 추상화된 인터페이스를 제공하는 파일로, socket(), bind()/listen()/accept() 또는 connect(), send()/recv(), close()와 같은 함수를 통해 사용됩니다.
* 애플리케이션 데이터는 스트림(Stream) 형태로 전송되며, TCP는 이를 세그먼트(Segment) 단위로 분할하여 전송합니다.
* IP(L3)는 세그먼트를 IP 헤더로 캡슐화하여 패킷 단위로 전송합니다.
* WebSocket: 기존 HTTP의 단방향/비연결성 통신 단점을 보완하여 양방향/실시간 통신을 지원하는 프로토콜입니다.
* 클라이언트는 ws:// URL로 요청을 시작합니다.
* 브라우저가 HTTP 업그레이드 요청을 서버에 보내면, 서버가 연결을 수락하고 WebSocket 프로토콜이 시작됩니다.
* 사용자가 서버로 메시지를 보내는 과정은 브라우저의 WebSocket API를 통해 Frame → Stream 변환, 커널 TCP의 Stream → Segment 변환, IP의 Segment → Packet 변환 등의 단계를 거칩니다. 서버는 이 과정의 반대 순서로 응답합니다.

개발 임팩트: WebSocket을 이해함으로써 실시간 채팅, 게임, 협업 도구 등 사용자 경험을 향상시키는 다양한 양방향 통신 애플리케이션을 효과적으로 개발할 수 있습니다.

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