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웹 서버 vs 애플리케이션 서버

정의 및 기본 개념

웹 서버

웹 서버는 주로 정적 콘텐츠를 처리하고 HTTP 프로토콜을 통해 클라이언트 요청에 응답하는 소프트웨어입니다.
예) Apache HTTP Server, Nginx

애플리케이션 서버

애플리케이션 서버는 동적 콘텐츠를 생성하고, 비즈니스 로직을 실행하며, 데이터베이스와의 상호작용을 관리합니다.
예)Tomcat, JBoss/WildFly, WebSphere

아키텍처 및 동작 원리

웹 서버 아키텍처

웹 서버는 일반적으로 다음과 같은 구조로 동작합니다.

  1. 요청 수신
  2. 요청 파싱
  3. 정적 파일 검색
  4. 응답 생성 및 전송
public class SimpleWebServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
        while (true) {
            Socket clientSocket = serverSocket.accept();
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
            PrintWriter out = new PrintWriter(clientSocket.getOutputStream(), true);
            
            String request = in.readLine();
            // 요청 파싱 및 정적 파일 검색
            String response = "HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\nHello, World!";
            
            clientSocket.close();
        }
    }
}

애플리케이션 서버 아키텍처

애플리케이션 서버는 더 복잡한 구조를 가지며, 일반적으로 다음과 같이 동작합니다.

  1. 요청 수신
  2. 요청 파싱
  3. 서블릿/컨트롤러 매핑
  4. 비즈니스 로직 실행
  5. 데이터베이스 상호 작용
  6. 동적 콘텐츠 생성
  7. 응답 생성 및 전송
@WebServlet("/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        String name = request.getParameter("name");
        // 비즈니스 로직 실행
        String greeting = generateGreeting(name);
        // 동적 콘텐츠 생성
        response.setContentType("text/html");
        response.getWriter().println("<html><body><h1>" + greeting + "</h1></body></html>");
    }
    
    private String generateGreeting(String name) {
        return "Hello, " + name + "!";
    }
}

주요 차이점

기능적 차이

  1. 정적 vs 동적 콘텐츠
  • 웹 서버: 주로 정적 콘텐츠 처리
  • 애플리케이션 서버: 동적 콘텐츠 생성 및 처리
  1. 비즈니스 로직
  • 웹 서버: 제한적인 비즈니스 로직 처리(예: 리다이렉션, 간단한 인증)
  • 애플리케이션 서버: 복잡한 비즈니스 로직 실행 가능
  1. 데이터베이스 연결
  • 웹 서버: 직접적인 데이터베이스 연결 기능 없음
  • 애플리케이션 서버: 데이터베이스 연결 풀 관리, ORM 지원 등

성능 특성

  1. 처치량
  • 웹 서버: 정적 콘텐츠 처리에 최적화되어 높은 처리량
  • 애플리케이션 서버: 동적 처리로 인해 상대적으로 낮은 처리량
  1. 리소스 사용
  • 웹 서버: 상대적으로 적은 리소스 사용
  • 애플리케이션 서버: 더 많은 메모리와 CPU 리소스 필요
  1. 확장성
  • 웹 서버: 수평적 확장이 용이
  • 애플리케이션 서버: 상태 관리로 인해 확장이 더 복잡할 수 있음

왜 구분이 필요한가

  1. 관심사의 분리: 정적 콘텐츠 처리와 동적 콘텐츠 생성의 분리로 각 부분을 독립적으로 최적화할 수 있습니다.
  2. 보안: 웹 서버를 프록시로 사용하여 애플리케이션 서버를 직접적인 외부 접근으로부터 보호할 수 있습니다.
  3. 성능 최적화: 각 서버의 특성에 맞는 최적화 전략을 적용할 수 있습니다.
  4. 유연한 아키텍처: 필요에 따라 웹 서버만 사용하거나, 애플리케이션 서버와 조합하여 사용할 수 있습니다.

실무 적용 및 최적화

웹 서버와 애플리케이션 서버의 조합

[클라이언트] <--> [웹 서버(Nginx)] <--> [애플리케이션 서버(Tomcat)]

nginx 설정 예;
http {
upstream app_servers {
server app1.example.com:8080;
server app2.example.com:8080;
}

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        location / {
            proxy_pass http://app_servers;
        }

        location /static/ {
            root /var/www/static;
        }
    }
}

성능 최적화 전략

  1. 웹 서버 최적화
  • 정적 파일 캐싱
  • GZip 압축
  • HTTP/2 지원
  1. 애플리케이션 서버 최적화
  • 연결 풀링
  • JVM 튜닝
  • 비즈니스 로직 최적화

로드 밸런싱

대규모 시스템에서는 로드 밸런서를 사용하여 여러 웹 서버와 애플리케이션 서버로 트래픽을 분산시킵니다.

[클라이언트] <--> [로드 밸런서] <--> [웹 서버들] <--> [애플리케이션 서버들]