박규한

2 분 소요

사용자가 브라우저 주소창에 URL을 입력하면, 브라우저는 먼저 DNS 조회를 통해 도메인에 해당하는 IP 주소를 찾습니다.
그 후 TCP 3-way handshake로 연결을 맺고, HTTPS라면 TLS handshake를 추가로 수행해 안전한 채널을 수립합니다.
마지막으로 HTTP 요청을 보내고 서버는 HTML, CSS, JS, 이미지 같은 리소스를 응답합니다.
요약하면 순서는 DNS 조회 → TCP 커넥션 → TLS 협상 → HTTP 데이터 통신 입니다.

🔥 결론

✅ 큰 흐름

  • DNS 조회: 도메인 → IP 주소 매핑
    • 브라우저 캐시 → OS 캐시 → 로컬 DNS 서버 → (필요 시) 루트 → TLD → 권한 DNS 서버
    • 최종적으로 IP 주소 획득
  • TCP 3-way handshake: 연결 수립 (SYN → SYN/ACK → ACK)
  • TLS handshake (HTTPS): 인증서 검증 + 대칭키 협상
  • HTTP 요청/응답: 문서 및 리소스 다운로드

✅ 최적화 포인트

  • DNS Prefetch, Preconnect, Preload, Prefetch 활용
  • 웹폰트 최적화(font-display, subset, preload)

Q&A

Q1. DNS 조회는 어디서부터 차례로 일어나나요?

  • 브라우저 캐시 → OS 캐시 → 로컬 DNS 서버
  • 로컬 DNS 서버에 캐시가 없으면 루트 서버 → TLD 서버 → 권한 DNS 서버

Q2. 로컬 DNS 서버는 내 컴퓨터 안에 있는 건가요?

❌ 아닙니다.

  • 로컬 DNS 서버는 ISP(통신사)나 회사 네트워크가 운영하는 서버입니다.
  • 내 컴퓨터(OS)에는 DNS 캐시만 있습니다.

Q3. DNS TTL(Time To Live)은 누가 결정하나요?

  • 도메인 권한 DNS 서버가 TTL을 설정합니다.
  • 예: A레코드 TTL=300초 → 캐시 5분 유지

Q4. TCP 3-way handshake는 도메인 존재를 확인하는 건가요?

❌ 아닙니다.

  • TCP handshake는 단순히 연결 상태·시퀀스 번호 합의 과정입니다.
  • 도메인 존재 여부는 DNS 단계에서 확인합니다.

Q5. TCP 시퀀스 번호는 왜 필요한가요?

  • 데이터를 여러 패킷으로 쪼개 전송할 때 순서 보장·손실 복구·중복 제거를 하기 위해 필요합니다.
  • 항상 0부터 시작하지 않고 무작위 ISN으로 시작 → 보안·세션 충돌 방지

Q6. TCP 연결은 언제 끊기나요?

  • 브라우저 닫을 때까지 무조건 유지되는 건 ❌
  • HTTP 버전, keep-alive, 서버 timeout에 따라 달라집니다.
  • 종료할 때는 4-way handshake로 양방향을 독립적으로 닫습니다.

Q7. HTTP/1.1과 HTTP/2 차이는?

  • HTTP/1.1: 커넥션 1개당 요청 1개 → 같은 도메인에서 최대 6개 연결 → 병목 발생
  • HTTP/2: 한 커넥션 안에서 멀티플렉싱 → 사실상 수십 개 요청 동시 처리 가능

Q8. HTTP/3는 왜 나왔나요?

  • HTTP/2도 TCP 기반이라 패킷 하나 손실되면 전체 스트림이 지연 (HOL Blocking)
  • HTTP/3는 UDP 기반 QUIC 프로토콜 위에서 동작 → 스트림 독립 처리 + 1RTT/0RTT 핸드셰이크 → 모바일 환경에서 성능 향상

Q9. 성능 최적화를 위해 DNS/TCP/TLS 비용 줄이는 방법은?

  • dns-prefetch: DNS만 미리 조회
  • preconnect: DNS + TCP + TLS까지 미리 연결
  • preload: 첫 화면에서 반드시 필요한 리소스를 미리 다운로드
  • prefetch: 미래에 쓸 가능성이 높은 리소스를 낮은 우선순위로 미리 다운로드

✅ 최종 정리

  • URL 입력 → DNS 조회 → TCP 연결 → TLS handshake → HTTP 요청/응답
  • 각 단계마다 성능 병목이 존재하며, preconnect, preload, font-display 같은 최적화 기법으로 개선할 수 있습니다.

네트워크 시퀀스 다이어그램

sequenceDiagram
  autonumber
  participant User
  participant Browser
  participant DNS
  participant WebServer

  note over User,Browser: 0) URL 입력
  User->>Browser: www.example.com 입력 + 엔터

  note over Browser,DNS: 1) DNS 조회
  Browser->>DNS: Query www.example.com
  DNS-->>Browser: A/AAAA record (IP)

  note over Browser,WebServer: 2) TCP 3-way handshake
  Browser->>WebServer: SYN
  WebServer-->>Browser: SYN/ACK
  Browser->>WebServer: ACK

  note over Browser,WebServer: 3) TLS handshake (HTTPS)
  Browser->>WebServer: ClientHello (SNI, ALPN)
  WebServer-->>Browser: ServerHello + Certificate
  Browser->>WebServer: Key exchange + Finished
  WebServer-->>Browser: Finished (secure channel up)

  note over Browser,WebServer: 4) HTTP 요청/응답
  Browser->>WebServer: GET / (index.html)
  WebServer-->>Browser: 200 OK + HTML

  note over Browser,User: 5) 렌더링 완료 → 사용자에게 화면 표시

📘 reference

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참고