직접 구현으로 HTTP/2 및 WebSocket 이해하기: Python 소켓 기반 네트워크 프로토콜 구현
카테고리
프로그래밍/소프트웨어 개발
서브카테고리
웹 개발
대상자
- 대상: 네트워크 프로토콜 구현, 소켓 프로그래밍, HTTP/2 및 WebSocket 원리 이해를 원하는 개발자
- 난이도: 중급~고급 (소켓 프로그래밍, 프로토콜 분석, 바이너리 처리 기초 지식 필요)
핵심 요약
- HTTP/1.0 구현 핵심:
socket
모듈로 서버 생성, 정규식(re
)을 사용한 요청 파싱,Content-Length
헤더 기반 응답 생성 (build_http1_response
). - HTTP/2.0 특징: 이진 프레임링(이진 형식의 프레임 구조), 헤더 압축(HPACK), 서버 푸시 지원.
- WebSocket 핵심:
Upgrade
헤더 기반 핸드셰이크,ws://
프로토콜 사용, 텍스트/바이너리 메시지 처리.
섹션별 세부 요약
1. HTTP/1.0 서버 구현
socket
모듈로 TCP 서버 생성 (create_http1_server
함수).- 요청 파싱: 정규식(
REQUEST_PATTERN
)으로GET
요청 분석. - 응답 생성:
Content-Length
헤더 포함,404
,200
상태 코드 처리. - 연결 종료:
client_socket.close()
로 단일 요청 후 연결 종료.
2. HTTP/2.0 프로토콜 구현
- 이진 프레임링: 요청/응답을 바이너리 프레임 단위로 분할.
- HPACK 압축: 헤더 정보 압축으로 전송 효율성 향상.
- 서버 푸시: 클라이언트 요청 없이 자원 전송 가능.
- 프레임 구조:
Frame Header
+Frame Payload
구성.
3. WebSocket 핸드셰이크 및 메시지 처리
- 핸드셰이크:
Upgrade
헤더를 포함한 HTTP 요청 처리 (Sec-WebSocket-Key
검증). - 메시지 프레임: 텍스트/바이너리 구분, 마스킹 처리,
FIN
플래그 기반 메시지 종료. - 예제 코드:
ws://
프로토콜로 연결,utf-8
인코딩 기반 메시지 전송.
결론
- 실무 적용 팁: HTTP/1.0은 단순한 요청-응답 시나리오에 적합, HTTP/2는 병목 방지, WebSocket은 실시간 통신에 효과적.
- 코드 예시:
socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
로 서버 생성,re.compile
정규식으로 요청 분석. - 핵심: 프로토콜 구현을 통해 네트워크 통신의 저수준 원리와 HTTP/2의 성능 향상 요소를 심층 이해 가능.