Python으로 HTTP/2와 WebSocket 직접 구현하기: 네트워크 프로토콜 이해
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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)으로 GET 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.