프로토콜 업그레이드 메커니즘

HTTP/1.1 연결 업그레이드

Upgrade 헤더 필드는 클라이언트가 서버에게 우선순위가 내림차순으로 나열된 프로토콜 중 하나로 전환할 것을 요청하는데 사용됩니다.

Upgrade는 hop-by-hop 헤더이므로 Connection 헤더 필드도 작성해야 합니다. 따라서 Upgrade를 포함하는 일반적인 요청은 다음과 같습니다.

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
Connection: upgrade
Upgrade: example/1, foo/2

요청된 프로토콜에 따라 다른 헤더가 필요할 수도 있습니다. 예를 들어 웹소켓 업그레이드는 연결을 열 때 어느 정도의 보안을 제공할 뿐만 아니라 웹소켓 연결에 대한 세부적인 내용을 구성하는걸 허락합니다. 자세한 내용은 웹소켓 연결로 업그레이드하기를 참조하세요.

서버가 연결을 업그레이드하기로 결정했다면, 전환 중인 프로토콜을 지정하는 Upgrade 헤더를 포함한 101 Switching Protocols 응답 상태를 다시 보냅니다. 만약 연결을 업그레이드하지 못하거나 업그레이드할 수 없는 경우, Upgrade 헤더는 무시하고 200 OK와 같은 일반 응답을 보냅니다.

서버는 101 상태 코드를 보낸 직후 새로운 프로토콜로 통신을 시작할 수 있으며, 필요한 경우 프로토콜별 추가적인 핸드셰이크를 수행합니다. 업그레이드된 응답이 완료되면 연결은 사실상 양방향 파이프라인이 되고, 업그레이드를 시작한 요청은 새로운 프로토콜을 통해 완료할 수 있습니다.

이 메커니즘의 일반적인 사용 방법

여기서는 Upgrade 헤더의 가장 일반적인 사용 사례에 대해 살펴봅니다.

웹소켓 연결로 업그레이드하기

현재까지 HTTP 연결을 업그레이드하는 가장 일반적인 사용 사례는 웹소켓을 사용하는 것입니다. 웹소켓은 항상 HTTP, HTTPS 연결을 업그레이드하여 구현됩니다. 만약 웹소켓 API 또는 웹소켓을 사용하는 다른 라이브러리를 사용해서 새로운 연결을 열게 된다면 이러한 과정 대부분 또는 전부가 처리된다는 점을 기억해 두세요. 예를 들어 웹소켓 연결을 여는 것은 다음과 같이 간단합니다.

webSocket = new WebSocket("ws://destination.server.ext", "optionalProtocol");

WebSocket() 생성자는 초기 HTTP/1.1 연결을 생성하고, 핸드셰이킹과 업그레이드 프로세스를 처리하는 모든 작업을 수행합니다.

만약 웹소켓 연결을 처음부터 만들어야 한다면 핸드셰이크 과정을 직접 처리해야 합니다. 초기 HTTP/1.1 세션을 만든 후에는 다음과 같이 표준 요청에 Upgrade와 Connection 헤더를 추가하여 업그레이드를 요청해야 합니다.

Connection: Upgrade
Upgrade: websocket

웹소켓 관련 헤더

다음 헤더에는 웹소켓 업그레이드 프로세스와 관련되어 있습니다. Upgrade와 Connection 헤더를 제외한 나머지 헤더는 일반적으로 브라우저와 서버가 서로 통신할 때 선택적으로 처리됩니다.

Sec-WebSocket-Extensions

서버가 사용하도록 요청할 1개 이상의 프로토콜 수준 웹소켓 확장자를 지정합니다. 하나의 요청안에 여러 개의 Sec-WebSocket-Extension 헤더를 사용하는 것이 허용되며, 나열된 모든 확장자는 하나의 헤더에 포함한 것과 결과가 같습니다.

Sec-WebSocket-Extensions: extensions

extensions

요청할 확장자 목록은 쉼표로 구분할 수 있습니다. 확장자 이름은 IANA 웹소켓 확장자 이름 레지스트리에서 선택해야 합니다. 매개변수를 사용하는 확장자는 세미콜론으로 구분합니다.

Sec-WebSocket-Extensions: superspeed, colormode; depth=16

Sec-WebSocket-Key

클라이언트가 웹소켓으로 업그레이드를 요청할 자격이 있는지 확인하는데 필요한 정보를 서버에 제공합니다. 이 헤더는 안전하지 않은 HTTP 클라이언트가 업그레이드를 원할 때 사용할 수 있으며, 악용에 대비해 약간의 보안을 제공합니다. 키에 대한 값은 웹소켓 명세서에 정의된 알고리즘으로 계산되므로 보안을 제공하지 않습니다. 대신, 웹소켓이 아닌 클라이언트가 부주의나 오용으로 웹소켓 연결 요청을 방지하는데 도움이 됩니다. 본질적으로 이 키는 "네, 저는 웹소켓 연결을 열려고 합니다."라는 것을 확인합니다.

이 헤더는 사용을 선택한 클라이언트에 의해 자동으로 추가되며, fetch() 또는 XMLHttpRequest.setRequestHeader() 메서드를 사용하여 추가할 수 없습니다.

Sec-WebSocket-Key: key

key

요청을 업그레이드하기 위한 키입니다. 클라이언트는 웹소켓으로 업그레이드를 원한다면 해당 키를 요청에 추가함으로써, 서버는 자체 키를 응답에 포함하고, 클라이언트는 업그레이드 응답을 전달하기 전에 서버에서 받은 키를 검증합니다.

서버 응답에 있는 Sec-WebSocket-Accept 헤더는 지정된 key를 기반으로 계산된 값을 가집니다.

Sec-WebSocket-Protocol

Sec-WebSocket-Protocol 헤더는 사용하고자 하는 여러 개의 웹소켓 프로토콜을 선호하는 순서대로 지정합니다. 서버는 지원하는 첫 번째 프로토콜을 선택하고, 응답에 Sec-WebSocket-Protocol 헤더로 반환합니다. 이 헤더는 여러번 사용할 수 있으며, 하나의 헤더에 쉼표로 구분하여 하위 프로토콜 식별자 목록을 작성하는 것과 결과가 같습니다.

Sec-WebSocket-Protocol: subprotocols

subprotocols

선호하는 순서에 따라 쉼표로 구분된 하위 프로토콜 이름 목록입니다. 하위 프로토콜은 IANA 웹소켓 하위 프로토콜 이름 레지스트리에서 선택하거나, 클라이언트와 서버 모두 이해하는 사용자 정의 이름일 수도 있습니다.

Sec-WebSocket-Version

요청 헤더

클라이언트는 사용하길 원하는 웹소켓 프로토콜 버전을 지정하여 서버에서 해당 버전이 지원되는지 확인할 수 있습니다.

Sec-WebSocket-Version: version

version

클라이언트가 서버와 통신할 때 사용하길 원하는 웹소켓 프로토콜 버전입니다. 버전 번호는 IANA 웹소켓 버전 번호 레지스트리에 나열된 가능한 최신 버전이어야 합니다. 웹소켓 프로토콜의 가장 최근의 최종 버전은 13 버전입니다.

응답 헤더

서버가 지정된 웹소켓 프로토콜 버전을 사용해 통신할 수 없다면, 426 Upgrade Required 같은 에러와 함께 지원하는 프로토콜 버전 목록을 쉼표로 구분한 Sec-WebSocket-Version 헤더를 포함하여 응답합니다. 만약 서버가 요청된 프로토콜 버전을 지원한다면, 응답 안에 Sec-WebSocket-Version 헤더가 포함되지 않습니다.

Sec-WebSocket-Version: supportedVersions

supportedVersions

서버가 지원할 수 있는 웹소켓 프로토콜 버전을 쉼표로 구분한 목록입니다.

응답 전용 헤더

서버 응답에는 아래 내용이 포함될 수 있습니다.

Sec-WebSocket-Accept

서버에서 웹소켓 연결을 시작할 때 오프닝 핸드셰이크를 처리하는 동안 서버 응답 메시지에 포함됩니다. 이 헤더는 응답 헤더에 한 번만 표시됩니다.

Sec-WebSocket-Accept: hash

hash

Sec-WebSocket-Key 헤더가 제공된다면, 이 헤더의 값은 키값을 가져와 문자열 "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"을 연결하고, 연결된 문자열에 SHA-1 해시를 계산하여 20바이트 값을 생성해 결과를 계산합니다. 그런 다음 해당 값은 base64로 인코딩하여 이 속성의 값을 얻게 됩니다.

참고서

• 웹소켓 API
• HTTP
• RFC 명세서:
  • RFC 7230
  • RFC 6455
  • RFC 7540