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정보처리기사 실기 4장. 서버 프로그램 구현_1

edoyyoy 2023. 9. 25. 12:52

4-1. 개발 환경 구축

• 개발 환경 구축

   개발 프로젝트를 이해하고 소프트웨어 및 하드웨어 장비를 구축하는 것

      ‣ 응용 소프트웨어가 운영될 환경과 유사한 구조로 구축

      ‣ 분석 단계의 산출물을 바탕으로 개발에 필요한 하드웨어와 소프트웨어를 선정

 

• 하드웨어 환경

   1. 클라이언트 (Client) : 사용자와의 인터페이스 역할

      ‣ 클라이언트의 종류 : 개인용 컴퓨터 (PC), 스마트폰 등

   2. 서버 (Server) : 클라이언트와 통신하여 서비스를 제공

 

웹 서버
(Web Server)		  클라이언트로 직접 요청을 받아 처리함 
 저용량의 정적 파일들을 제공함
    ‣ 정적 파일 : HTML, CSS, 이미지 파일
웹 애플리케이션 서버
(WAS, Web Application Server)		  웹 서버와 데이터베이스 서버 / 웹 서버와 파일 서버 사이에서 인터페이스 역할을 수행
 동적 서비스를 제공함
    ‣ 동적 파일 : 사용자의 입력에 따라 다른 결과를 보여주는 서비스
데이터 베이스 서버
(DB Server)		  데이터베이스와 이를 관리하는 DBMS를 운영함
파일 서버 (File Server)  서비스 제공을 목적으로 유지하는 파일들을 저장함
 데이터베이스에 저장하기에는 비효율적인 경우에 사용

 

  - 웹 서버(Web Server)의 기능

 

HTTP/HTTPS 지원 브라우저로부터 요청을 받아 응답할 때 사용되는 프로토콜
통신 기록 (Communication Log) 처리한 요청들을 로그 파일로 기록하는 기능
정적 파일 관리 (Managing Static Files) HTML, CSS, 이미지 등의 정적 파일들을 저장하고 관리하는 기능
대역폭 제한 (Bandwidth Throtting) 네트워크 트래픽의 포화를 방지하기 위해 응답 속도를 제한하는 기능
가상 호스팅 (Virtual Hosting) 하나의 서버로 여러 개의 도메인 이름을 연결하는 기능
인증 (Authentication) 사용자가 합법적인 사용자인지를 확인하는 기능

✓ HTTP/HTTPS (HyperText Transfer Protocol [Secure])     HTTP는 하이퍼텍스트 문서를 전송하기 위해 사용하는 프로토콜     HTTPS는 HTTP에 보안 모듈을 결합시킨 프로토콜

 

• 소프트웨어 환경

   1. 시스템 소프트웨어 : 클라이언트와 서버 운영을 위한 소프트웨어

   2. 개발 소프트웨어 : 개발에 사용되는 소프트웨어

 

시스템 소프트웨어 운영체제 (OS)  
서버 프로그램  웹 서버 및 WAS 운용
DBMS  
개발 소프트웨어 요구사항 관리 도구 요구사항의 수집과 분석, 추적 등을 편리하게 도와주는 소프트웨어
설계/모델링 도구 UML(통합 모델링 언어)를 지원하며,
개발의 전 과정에서 설계 및 모델링을 도와주는 소프트웨어
구현 도구 개발 언어를 통해 애플리케이션의 실제 구현을 지원하는 소프트웨어
빌드 도구 구현 도구를 통해 작성된 소스의 빌드 및 배포,
라이브러리 관리를 지원하는 소프트웨어
테스트 도구 모듈들이 요구사항에 적합하게 구현되었는지 테스트하는 소프트웨어
형상 관리 도구
(버전 관리 도구)		 산출물들을 버전별로 관리하여 품질 향상을 지원하는 소프트웨어

 

• 개발 언어의 선정 기준

 

적정성 개발하려는 소프트웨어의 목적에 적합해야 함
효율성 코드의 작성 및 구현이 효율적이어야 함
이식성 다양한 시스템 및 환경에 적용이 가능해야 함
친밀성 개발 언어에 대한 개발자들의 이해도와 활용도가 높아야 함
범용성 다른 개발 사례가 존재하고 여러 분야에서 활용되고 있어야 함

4-2. 소프트웨어 아키텍처

• 소프트웨어 아키텍처

   소프트웨어를 구성하는 요소들 간의 관계를 표현하는 시스템의 구조 또는 구조체

 

   - 소프트웨어 아키텍처 설계의 기본 원리 : 모듈화, 추상화, 단계적 분해, 정보 은닉

      • 1. 모듈화 (Modularity)

             시스템의 기능들을 모듈 단위로 나누는 것을 의미

               ‣ 소프트웨어의 성능 향상, 시스템의 수정 및 재사용, 유지 관리 등 용이

               ‣ 모듈의 크기가 너무 작은 경우 : 모듈의 개수 증가 → 통합 비용 증가

               ‣ 모듈의 크기가 너무 큰 경우 : 모듈의 개수 감소 → 모듈 하나의 개발 비용 증가

 

      • 2. 추상화 (Abstraction)

             문제의 전체적이고 포괄적인 개념을 설계한 후 구체화시켜 나가는 것

               ‣ 불필요한 부분을 생략하고 필요한 부분을 강조하여 모델화

 

         - 추상화의 유형

 

과정 추상화 전반적인 흐름만 파악할 수 있게 설계
   ‣ 자세한 수행 과정을 정의하지 않음
데이터 추상화 데이터 구조를 대표할 수 있는 표현으로 대체
   ‣ 데이터의 세부적인 속성이나 용도를 정의하지 않음
제어 추상화 대표할 수 있는 표현으로 대체
   ‣ 이벤트 발생의 정확한 절차나 방법을 정의하지 않음

 

      • 3. 단계적 분해 (Stepwise Refinement)

             상위의 중요 개념으로부터 하위의 개념으로 구체화시키는 분할 기법

               ‣ 대략적인 설계에서 점차 세부적인 설계로 넘어가는 기법

               ‣ Niklaus Wirth에 의해 제안된 하향식 설계 전략

               ‣ 소프트웨어의 포괄적인 기능 → 알고리즘, 자료 구조 등 상세한 내역 순으로 구체화

 

      • 4. 정보 은닉 (Information Hiding)

             모듈 내부에 포함된 절차와 자료들의 정보가 감추어져 다른 모듈이 접근하거나 변경하지 못하도록 하는 기법

               ‣ 모듈을 독립적으로 수행 

               ‣ 하나의 모듈이 변경되더라도 다른 모듈에 영향을 주지 않으므로 수정, 시험, 유지보수가 용이

 

 

• 상위 설계와 하위 설계

 

  상위 설계 하위 설계
별칭 아키텍처 설계, 예비 설계 모듈 설계, 상세 설계
설계 대상 시스템의 전체적인 구조 시스템의 내부 구조 및 행위
세부 목록 구조, DB, 인터페이스 컴포넌트, 자료 구조, 알고리즘

 

• 소프트웨어 아키텍처의 품질 속성

   - 품질 평가 요소의 종류

 

시스템 측면 성능, 보안, 가용성, 기능성, 사용성, 변경 용이성, 확장성 등
비즈니스 측면 시장 적시성, 비용과 혜택, 예상 시스템 수명, 목표 시장, 공개 일정 등
아키텍처 측면 개념적 무결성, 정확성, 완결성, 구축 가능성, 변경성, 시험성 등

 

• 소프트웨어 아키텍처의 설계 과정

 

설계 목표 설정  요구사항을 분석하여 전체 시스템의 설계 목표 설정
↓  
시스템 타입 결정  시스템과 서브시스템의 타입을 결정하고, 아키텍처 패턴 선택
↓  
아키텍처 패턴 적용  시스템의 표준 아키텍처 설계
↓  
서브시스템 구체화  서브시스템의 기능 및 서브시스템 간의 상호작용을 위한 동작과 인터페이스 정의
↓  
검토  설계 목표, 요구사항, 설계의 기본 원리 등을 만족하는지 아키텍처 검토

 

• 협약(Contract)에 의한 설계

   컴포넌트를 설계할 때 클래스에 대한 여러 가정을 공유할 수 있도록 명세한 것

 

   - 명세에 포함될 조건

 

선행 조건 (Precondition) 오퍼레이션이 호출되기 전에 참이 되어야 할 조건
결과 조건 (Postcondition) 오퍼레이션이 수행된 후 만족되어야 할 조건
불변 조건 (Invariant) 오퍼레이션이 실행되는 동안 항상 만족되어야 할 조건

 

 

4-3. 아키텍처 패턴

• 아키텍처 패턴

   아키텍처를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제

 

   - 아키텍처 패턴의 종류

      • 1. 레이어 패턴 (Layers Pattern)

             시스템을 계층으로 구분하여 구성하는 고전 방법의 패턴

               ‣ 서로 마주보는 두 개의 계층 사이에서만 상호작용 발생

               ‣ 상위 계층은 하위 계층에 대한 서비스 제공자

               ‣ 하위 계층은 상위 계층의 클라이언트

               ‣ OSI 참조 모델

 

 

      • 2. 클라이언트-서버 패턴 (Client-Server Pattern)

             하나의 서버 컨포넌트와 다수의 클라이언트 컴포넌트로 구성되는 패턴

               ‣ 사용자가 클라이언트를 통해 서버에 요청 

               ‣ 클라이언트가 응답을 받아 사용자에게 제공

 

 

 

      • 3. 파이프-필터 패턴 (Pipe-Filter Pattern)

             데이터 스트림 절차를 캡슐화하여 파이프를 통해 전송하는 패턴 

               ‣ 시스템의 처리 결과물을 파이프를 통해 전달

               ‣ 데이터 변환, 버퍼링, 동기화 등에 주로 사용

               ‣ UNIX의 쉘(Shell)

 

      • 4. 모델-뷰-컨트롤러 패턴 (Model-View-Controller Pattern)

             서브 시스템을 모델, 뷰, 컨트롤러로 구조화하는 패턴

               ‣ 컨트롤러 : 사용자의 요청을 받음

               ‣ 모델 : 핵심 기능과 데이터 보관

               ‣ 뷰 : 정보 출력

               ‣ 여러 개의 뷰 생성 가능

               ‣ 대화형 애플리케이션에 적합

 

      • 5. 기타 패턴

 

마스터-슬레이브 패턴
(Master-Slave Pattern)		 슬레이브 컴포넌트에서 처리된 결과물을 다시 돌려받는 방식
예) 장애 허용 시스템, 병렬 컴퓨팅 시스템
브로커 패턴
(Broker Pattern)		 사용자가 원하는 서비스와 특성을 브로커 컴포넌트에 요청
브로커 컴포넌트가 요청에 맞는 컴포넌트와 사용자를 연결
예) 분산 환경 시스템
피어-투-피어 패턴
(Peer-To-Peer Pattern)		 피어(Peer)라 불리는 하나의 컴포넌트가 클라이언트가 될 수도, 서버가 될 수도 있는 패턴
예) 파일 공유 네트워크
이벤트-버스 패턴
(Event-Bus Pattern)		 소스가 특정 채널에 이벤트 메시지를 발행
해당 채널을 구독한 리스너들이 메시지를 받아 이벤트를 처리
예) 알림 서비스
블랙보드 패턴
(Blackboard Pattern)		 모든 컴포넌트들이 공유 데이터 저장소와 블랙보드 컴포넌트에 접근이 가능한 패턴
예) 음성 인식, 차량 식별, 신호 해석
인터프리터 패턴
(Interpreter Pattern)		 프로그램 코드의 각 라인을 수행하는 방법을 지정하고,
기호마다 클래스를 갖도록 구성된 패턴
예) 번역기, 컴파일러, 인터프리터