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프록시 서버 작동 원리: 초보자를 위한 쉬운 설명

업데이트: 2025년 1월 | 예상 독서 시간: 17분 | 레벨: 고급

📅2025년 11월 13일

🔄 프록시 서버란 무엇인가

프록시 서버(Proxy Server)는 클라이언트(사용자의 장치)와 대상 서버 사이에서 중개자 역할을 하는 서버입니다. 프록시를 사용할 때 사용자의 요청은 웹사이트로 직접 가지 않고, 먼저 프록시 서버를 거쳐 목적지로 전달됩니다.

작동의 기본 개념

프록시 없음 (직접 연결):
┌──────────┐                                    ┌──────────┐
│  클라이언트  │ ────────── 직접 요청 ────────→│  서버  │
│   (사용자)   │ ←───────── 직접 응답 ──────────│ (웹사이트) │
└──────────┘                                    └──────────┘
   IP: 192.168.1.10                                IP: 93.184.216.34

프록시 사용 (중개자 경유):
┌──────────┐           ┌──────────┐           ┌──────────┐
│  클라이언트  │ ─────────→│  프록시  │ ─────────→│  서버  │
│   (사용자)   │           │  서버  │           │ (웹사이트) │
│          │ ←─────────│          │ ←─────────│          │
└──────────┘           └──────────┘           └──────────┘
   IP: 192.168.1.10      IP: 203.0.113.45       IP: 93.184.216.34

서버는 사용자의 IP(192.168.1.10)가 아닌 프록시의 IP(203.0.113.45)를 보게 됩니다!

프록시 서버가 필요한 이유?

🔒 보안 및 익명성

실제 IP 주소를 대상 서버로부터 숨겨 인터넷에서 익명성을 제공합니다.

🌍 지리적 차단 우회

지역 제한으로 접근이 제한된 콘텐츠에 접근할 수 있게 해줍니다.

⚡ 성능

자주 요청되는 콘텐츠를 캐싱하여 부하를 줄이고 로딩 속도를 높입니다.

🛡️ 트래픽 필터링

기업용 프록시는 원치 않는 콘텐츠를 차단하고 위협으로부터 보호합니다.

⚖️ 부하 분산

들어오는 요청을 여러 서버에 분산하여 안정성을 높입니다.

🔍 모니터링 및 로깅

모든 요청을 추적하여 분석, 보안 또는 정책 준수에 활용합니다.

💡 VPN과의 주요 차이점

프록시는 애플리케이션 수준(예: 브라우저만)에서 작동하는 반면, VPN은 장치 전체의 모든 트래픽을 네트워크 수준에서 암호화합니다. 프록시는 더 빠르고 유연하며, VPN은 전체 트래픽에 대해 더 안전합니다.

🎭 중개자로서의 프록시 역할

프록시 서버는 클라이언트와 서버 사이에서 지능적인 중개자 역할을 수행합니다. 단순히 데이터를 전달하는 것이 아니라, 요청과 응답을 적극적으로 처리하며 어떻게 처리할지 결정합니다.

중개자로서의 프록시 기능

1. 요청 수정

프록시는 대상 서버로 전송하기 전에 HTTP 헤더를 수정할 수 있습니다:

  • User-Agent: 브라우저 정보 변경 (Firefox 대신 Chrome으로 위장)
  • X-Forwarded-For: 실제 클라이언트 IP 정보 추가
  • Accept-Language: 선호하는 콘텐츠 언어 변경
  • Referer: 방문 출처 숨기거나 대체

2. 접근 정책 확인

프록시는 다음을 기반으로 요청된 리소스에 대한 접근이 허용되는지 확인합니다:

  • 클라이언트 IP 주소 (화이트리스트/블랙리스트)
  • 인증 (로그인/비밀번호, 토큰)
  • 시간대 (업무 시간 이후 소셜 미디어 접근 금지)
  • 콘텐츠 카테고리 (게임, 포르노, 토렌트 차단)

3. 콘텐츠 캐싱

프록시는 자주 요청되는 리소스(이미지, CSS, JavaScript)의 복사본을 저장하고 서버에 요청하지 않고 캐시에서 제공합니다. 이는 트래픽을 절약하고 로딩 속도를 50-90% 향상시킵니다.

4. 응답 수정

프록시는 클라이언트에게 전송하기 전에 콘텐츠를 수정할 수 있습니다:

  • 트래픽 절약을 위한 콘텐츠 압축 (gzip, brotli)
  • 광고 및 트래커 차단
  • 보안 헤더 추가/제거
  • 스크립트 삽입 (예: 기업 분석용)

5. 로깅 및 분석

프록시는 누가, 언제, 어디로 접속했는지, 얼마나 많은 데이터가 전송되었는지 등 모든 요청 정보를 기록합니다. 이는 다음 용도로 사용됩니다:

  • 트래픽 사용량 모니터링
  • 이상 징후 및 공격 탐지
  • 기업 정책 준수 확인
  • 문제 진단 및 디버깅

⚙️ 프록시의 세 가지 작동 모드

🔵 Passthrough (통과 모드)

프록시는 변경 없이 데이터를 그대로 전달합니다. 최소한의 처리, 최대의 속도.

🟢 Intercepting (가로채기 모드)

프록시가 요청/응답을 적극적으로 분석하고 수정합니다. 필터링, 최적화, 보안에 사용됩니다.

🟡 Hybrid (하이브리드 모드)

각 요청에 대해 그대로 통과시킬지 또는 처리할지를 결정합니다. 예를 들어, 정적 파일만 캐싱하고 API는 직접 프록시하는 경우입니다.

🔄 프록시를 통한 요청-응답 흐름

프록시 서버를 통해 웹 페이지를 요청할 때 각 단계에서 정확히 어떤 일이 일어나는지 자세히 살펴보겠습니다.

프록시 작동의 단계별 흐름

1단계: 클라이언트가 프록시로 요청 전송

GET http://example.com/page.html HTTP/1.1
Host: example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)
Proxy-Authorization: Basic dXNlcjpwYXNz
Connection: keep-alive

↓ 요청은 프록시 서버로 직접 전달됩니다 (example.com으로 직접 가지 않음)

클라이언트는 프록시를 사용하도록 설정되어 있으므로 example.com에 대한 요청이라도 프록시 서버와 연결을 설정합니다.

2단계: 프록시가 요청을 수신하고 확인

프록시 서버는 일련의 검사를 수행합니다:

  • 인증: Proxy-Authorization 헤더에서 로그인/비밀번호 확인
  • 인가: 해당 사용자가 example.com에 접근 허용 여부 확인
  • 필터링: example.com 도메인이 정책에 의해 차단되지 않았는지 확인
  • 캐시: /page.html의 최신 사본이 캐시에 있는지 확인?

3A단계: 캐시에 있는 경우 즉시 반환

✅ CACHE HIT — 캐시에서 발견됨!

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Age: 120
X-Cache: HIT from proxy-server

<html>...페이지 콘텐츠...</html>

↑ 프록시가 캐시에서 콘텐츠를 반환합니다 (매우 빠름!)

Age: 120 헤더는 콘텐츠가 캐시에 120초 동안 있었음을 의미합니다.

3B단계: 캐시에 없는 경우 서버에 요청

❌ CACHE MISS — 캐시에 없음, 서버에 요청

프록시가 헤더를 수정합니다:

GET /page.html HTTP/1.1
Host: example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)
X-Forwarded-For: 192.168.1.10          ← 실제 IP 추가
Via: 1.1 proxy-server                  ← 프록시 경유 정보 표시
Connection: keep-alive

↓ 프록시가 자신의 IP로 example.com에 요청을 보냅니다

4단계: 대상 서버가 요청 처리

example.com 서버는 프록시로부터 요청을 받고 다음을 확인합니다:

  • 🌐 소스 IP: 203.0.113.45 (프록시 IP, 사용자의 192.168.1.10이 아님)
  • 📋 X-Forwarded-For: 192.168.1.10 (프록시가 투명한 경우)
  • 🔗 Via: 1.1 proxy-server (프록시 정보)
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 12345
Cache-Control: max-age=3600
Last-Modified: Wed, 13 Jan 2025 10:00:00 GMT

<html>...페이지 콘텐츠...</html>

5단계: 프록시가 응답 처리

프록시는 응답을 받고 다음 작업을 수행합니다:

  • 💾 캐싱: Cache-Control에 따라 콘텐츠를 3600초(1시간) 동안 캐시에 저장
  • 🗜️ 압축: 트래픽 절약을 위해 gzip/brotli로 압축 가능
  • 🔍 필터링: 바이러스 검사, 광고 차단
  • 📊 로깅: 누가, 언제, 무엇을 요청했는지, 응답 크기 등을 로그에 기록

6단계: 프록시가 클라이언트에게 응답 반환

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 12345
X-Cache: MISS from proxy-server        ← 서버에 요청했음
X-Cache-Lookup: MISS from proxy-server
Via: 1.1 proxy-server

<html>...페이지 콘텐츠...</html>

↑ 클라이언트가 콘텐츠를 수신합니다

⚡ 성능: 캐시 사용 시 vs 미사용 시

단계 캐시 없음 캐시 사용
DNS 조회 50ms 0ms
TCP 연결 100ms 0ms
TLS 핸드셰이크 200ms 0ms
요청 처리 150ms 0ms
데이터 전송 300ms 50ms
합계 800ms 50ms (16배 빠름!)

🏗️ 프록시 서버 아키텍처

현대의 프록시 서버는 성능, 보안 및 안정성을 보장하기 위해 함께 작동하는 여러 구성 요소로 이루어진 복잡한 시스템입니다.

주요 구성 요소

1️⃣ Connection Manager (연결 관리자)

기능:

  • 클라이언트로부터 들어오는 TCP 연결 수신
  • 대상 서버로의 연결 풀 관리 (connection pooling)
  • 리소스 절약을 위한 연결 재사용 (HTTP Keep-Alive)
  • 연결 시간 초과 및 끊김 처리

기술: 이벤트 기반 아키텍처 (epoll, kqueue), 비동기 I/O

2️⃣ Request Parser (요청 파서)

기능:

  • HTTP 요청 구문 분석 (메서드, URL, 헤더, 본문)
  • 요청 유효성 검사
  • 인증 매개변수 추출
  • 요청 유형 결정 (GET, POST, CONNECT 등)

3️⃣ Authentication & Authorization (인증 및 인가)

인증 방법:

  • Basic Auth: Base64로 인코딩된 로그인:비밀번호 (HTTPS 없이는 안전하지 않음)
  • IP Whitelist: 특정 IP 주소에서만 접근 허용
  • Token Auth: 접근 토큰 (JWT, OAuth)
  • Certificate Auth: 클라이언트 SSL 인증서

4️⃣ Cache Engine (캐싱 엔진)

기능:

  • 메모리/디스크에 리소스 복사본 저장
  • 캐시 유효성 검사 (Cache-Control, ETag, Last-Modified)
  • 공간 부족 시 교체 알고리즘 (LRU, LFU) 사용
  • 조건부 요청 지원 (If-Modified-Since, If-None-Match)

저장소: Memcached, Redis, Varnish, 자체 구현

5️⃣ Upstream Handler (업스트림 서버 처리기)

기능:

  • 서버 목록에서 대상 서버 선택 (로드 밸런싱)
  • 업스트림 서버와의 연결 설정
  • 수정된 헤더를 포함한 요청 전달
  • 오류 처리 및 재시도 로직 처리

6️⃣ Response Processor (응답 처리기)

기능:

  • 응답 헤더 수정
  • 콘텐츠 압축 (gzip, brotli)
  • 원치 않는 콘텐츠 필터링/차단
  • 캐싱 및 보안 헤더 추가

7️⃣ Logging & Monitoring (로깅 및 모니터링)

기록되는 항목:

  • 타임스탬프, 클라이언트 IP, 요청 URL
  • 응답 코드, 전송된 데이터 크기
  • 요청 처리 시간
  • 캐시 적중/미적중 통계
  • 오류 및 이상 징후

↔️ 포워드 프록시 vs 리버스 프록시

프록시 서버에는 클라이언트를 보호하는 포워드 프록시와 서버를 보호하는 리버스 프록시라는 상반된 역할을 수행하는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

➡️ 포워드 프록시

클라이언트 → Forward Proxy → 인터넷

클라이언트1 ┐
클라이언트2 ├─→ Forward → 서버1
클라이언트3 ┘    Proxy     서버2
                        서버3

특징:

  • 사용자: 클라이언트 (사용자)
  • 목적: 서버로부터 클라이언트 숨기기
  • 위치: 클라이언트 측
  • 프록시 인지 여부: 클라이언트가 알고 있음

사용 예시:

  • ✅ 차단 우회 및 검열 회피
  • ✅ 인터넷 익명성 확보
  • ✅ 기업 콘텐츠 필터링
  • ✅ IP 로테이션을 통한 파싱
  • ✅ 지역 제한 우회

주요 솔루션:

Squid, ProxyCove, 레지덴셜 프록시, SOCKS5 프록시

⬅️ 리버스 프록시

인터넷 → Reverse Proxy → 서버들

클라이언트1     Reverse  ┌─→ 백엔드1
클라이언트2  ──→ Proxy  ─┼─→ 백엔드2
클라이언트3           └─→ 백엔드3

특징:

  • 사용자: 서버 소유자
  • 목적: 서버 보호 및 최적화
  • 위치: 서버 측
  • 프록시 인지 여부: 관리자만 인지

사용 예시:

  • ✅ 로드 밸런싱
  • ✅ SSL/TLS 종료
  • ✅ 정적 파일 캐싱
  • ✅ DDoS 방어
  • ✅ 실제 서버 숨기기

주요 솔루션:

Nginx, HAProxy, Cloudflare, AWS ELB, Varnish

🔍 비교표

매개변수 포워드 프록시 리버스 프록시
보호 대상 클라이언트 서버
인지 여부 클라이언트가 인지 클라이언트가 인지 못함
서버가 보는 IP 프록시 IP 클라이언트 IP (X-Forwarded-For 통해)
설정 위치 클라이언트 측 서버 측
캐싱 클라이언트 가속용 서버 부하 감소용
주요 용도 익명성, 차단 우회 로드 밸런싱, 보안

👁️ 투명 프록시 vs 명시적 프록시

프록시 서버는 클라이언트가 프록시의 존재를 인지하는지에 따라 투명(Transparent)명시적(Explicit) 유형으로 분류됩니다.

👻 투명 프록시

작동 방식:

클라이언트 설정 없이 네트워크 수준(라우터 또는 방화벽을 통해)에서 트래픽을 가로챕니다. 클라이언트는 직접 서버에 연결한다고 생각하지만 트래픽은 프록시를 통과합니다.

클라이언트 생각:
GET example.com → 직접 연결

실제로는:
GET example.com → [투명 프록시] → example.com

클라이언트는 프록시를 모릅니다!

특징:

  • ✅ 클라이언트 설정 불필요
  • ✅ 모든 애플리케이션에 자동으로 작동
  • ⚠️ 일반 GET/POST 메서드 사용
  • ⚠️ Proxy-Authorization 헤더 전송 안 함
  • ❌ HTTPS 처리가 복잡함 (MITM 필요)

적용 분야:

  • 기업 네트워크 (설정 없이 필터링)
  • ISP 프록시 (콘텐츠 캐싱)
  • 공용 Wi-Fi 콘텐츠 필터링
  • 자녀 보호 기능

📢 명시적 프록시

작동 방식:

클라이언트가 프록시 서버를 사용하도록 명시적으로 설정됩니다. 모든 요청은 프록시 서버로 전송된 후 대상 서버로 전달됩니다.

브라우저가 프록시로 설정됨:
Proxy: proxy.example.com:8080

HTTP 요청:
GET http://example.com/ HTTP/1.1
Host: example.com
Proxy-Authorization: Basic xyz123

HTTPS 요청:
CONNECT example.com:443 HTTP/1.1
Host: example.com:443
Proxy-Authorization: Basic xyz123

특징:

  • ✅ 클라이언트가 프록시를 인지함
  • ✅ 인증 지원 가능
  • ✅ HTTPS를 위해 CONNECT 메서드 사용
  • ✅ 애플리케이션 수준에서 완벽한 제어 가능
  • ⚠️ 각 애플리케이션 설정 필요

적용 분야:

  • 개인 익명성 확보 (ProxyCove)
  • 웹 스크래핑 및 파싱
  • 다중 계정 관리
  • 다양한 IP로 테스트

🔑 CONNECT 메서드의 핵심 차이점

투명 프록시는 HTTPS에 대해 CONNECT 요청을 받지 않기 때문에 일반적인 GET/POST를 사용합니다.

명시적 프록시는 HTTPS를 위해 CONNECT 요청을 받아 터널을 설정하므로, 암호화된 트래픽(end-to-end encryption)이 유지됩니다.

모든 작업을 위한 전문 프록시

이제 프록시 서버 작동 방식을 이해하셨으니 실전에 적용할 때입니다!
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📖 파트 2에서 계속: 기술적 세부 사항 — 프로토콜(HTTP, SOCKS), 헤더, CONNECT 메서드, 프록시를 통한 SSL/TLS 핸드셰이크 및 HTTPS 작동 방식.

프록시 서버 작동 방식 — 파트 2

기술적 세부 사항: HTTP 및 SOCKS 프로토콜, 헤더, CONNECT 메서드, 프록시를 통한 SSL/TLS 핸드셰이크 및 HTTPS 작동 방식의 특징.

업데이트: 2025년 1월 | 예상 독서 시간: 17분 | 레벨: 고급

🔌 프록시 서버 프로토콜

프록시 서버는 클라이언트와의 통신을 위해 다양한 프로토콜을 사용합니다. 각 프로토콜은 고유한 특징, 장점 및 제한 사항을 가지고 있습니다.

주요 프로토콜

1. HTTP Proxy

  • OSI 계층: 애플리케이션 계층 (Layer 7)
  • 프록시 대상: HTTP/HTTPS 트래픽만
  • 프로토콜: HTTP/1.1, HTTP/2, HTTP/3
  • 특징: HTTP 헤더를 이해하며 요청 수정 가능
  • 사용: 브라우저, API 클라이언트, 웹 스크래퍼

2. HTTPS Proxy (HTTP CONNECT)

  • OSI 계층: 애플리케이션 계층 (Layer 7)
  • 프록시 대상: 터널링을 통한 HTTPS
  • 메서드: 터널 생성을 위한 HTTP CONNECT
  • 특징: HTTPS 콘텐츠를 볼 수 없음 (end-to-end 암호화 유지)
  • 사용: HTTPS 사이트의 안전한 프록시 통신

3. SOCKS4 Proxy

  • OSI 계층: 세션 계층 (Layer 5)
  • 프록시 대상: TCP 연결만
  • 특징: 간단한 프로토콜, UDP 및 인증 지원 안 함
  • 사용: 2025년에는 거의 사용되지 않음

4. SOCKS5 Proxy

  • OSI 계층: 세션 계층 (Layer 5)
  • 프록시 대상: TCP 및 UDP 트래픽 (모든 프로토콜)
  • 특징: 인증, UDP, IPv6 지원
  • 사용: 토렌트, 게임, VoIP, 범용 프록시 통신

📊 프로토콜 비교

특징 HTTP HTTPS SOCKS4 SOCKS5
HTTP 트래픽
HTTPS 트래픽
FTP, SMTP, POP3
UDP 트래픽
인증
속도 높음 높음 매우 높음 매우 높음
캐싱

🌐 HTTP 프록시 상세

HTTP 프록시는 애플리케이션 계층에서 작동하며 HTTP 프로토콜 구조를 이해하므로 요청을 분석하고 수정할 수 있습니다.

HTTP 프록시를 통한 요청

일반 HTTP 요청 (프록시 없음)

GET /api/users HTTP/1.1
Host: api.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept: application/json
Connection: keep-alive

→ api.example.com으로 직접 전송됨

프록시를 통한 HTTP 요청

GET http://api.example.com/api/users HTTP/1.1
Host: api.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept: application/json
Proxy-Authorization: Basic dXNlcjpwYXNzd29yZA==
Proxy-Connection: keep-alive

→ 프록시 서버로 전송됨 (api.example.com으로 직접 가지 않음!)

차이점:

  • 첫 번째 줄의 URL이 전체 (프로토콜 및 도메인 포함)
  • Proxy-Authorization 헤더 추가됨
  • Connection 대신 Proxy-Connection 사용됨

프록시가 요청에 대해 수행하는 작업

1. 프록시가 클라이언트로부터 요청 수신
2. Proxy-Authorization 확인 (로그인:비밀번호)
3. 대상 URL 추출: http://api.example.com/api/users
4. 서버로 전송할 요청 헤더 수정:

GET /api/users HTTP/1.1
Host: api.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept: application/json
X-Forwarded-For: 192.168.1.100        ← 클라이언트 IP 추가
Via: 1.1 proxy-server.com              ← 프록시 정보
X-Real-IP: 192.168.1.100               ← 클라이언트 실제 IP
Connection: keep-alive

5. api.example.com에 수정된 요청 전송
6. api.example.com으로부터 응답 수신
7. 응답을 클라이언트에게 전달

🔐 HTTP 프록시 인증

Basic Authentication

로그인과 비밀번호를 base64로 인코딩하여 헤더에 전달합니다:

Proxy-Authorization: Basic dXNlcjpwYXNzd29yZA==

디코딩 시: user:password

⚠️ 중요: Base64는 암호화가 아닙니다!
HTTPS 프록시에서만 사용해야 합니다!

Digest Authentication

해싱을 사용하여 더 안전한 방식입니다:

1. 클라이언트 → 프록시: GET http://example.com/ HTTP/1.1
2. 프록시 → 클라이언트: 407 Proxy Authentication Required
   Proxy-Authenticate: Digest realm="proxy", nonce="abc123"
3. 클라이언트가 해시 계산:
   hash = MD5(username:realm:password)
   response = MD5(hash:nonce:MD5(method:uri))
4. 클라이언트 → 프록시:
   Proxy-Authorization: Digest username="user",
                                 response="xyz789",
                                 nonce="abc123"

🔒 HTTP CONNECT 메서드

CONNECT는 프록시를 TCP 터널로 변환하는 특수 HTTP 메서드입니다. 이를 통해 프록시는 트래픽을 복호화하지 않고 HTTPS를 프록시할 수 있습니다.

CONNECT 작동 방식

1단계: 클라이언트가 터널 요청

CONNECT example.com:443 HTTP/1.1
Host: example.com:443
Proxy-Authorization: Basic dXNlcjpwYXNzd29yZA==
User-Agent: Mozilla/5.0

→ 클라이언트가 example.com:443으로 TCP 연결을 설정하도록 프록시에 요청

중요: CONNECT는 포트 443(HTTPS)에 사용되며 포트 80(HTTP)에는 사용되지 않습니다.

2단계: 프록시가 연결 설정

프록시 수행 작업:
1. Proxy-Authorization 확인
2. example.com:443으로 TCP 연결 설정
3. 클라이언트에게 응답:

HTTP/1.1 200 Connection established

→ 터널 설정 완료! 이제 프록시는 바이트를 그대로 전달합니다.

3단계: 클라이언트가 TLS 핸드셰이크 시작

클라이언트 → 프록시 → 서버: ClientHello (TLS 시작)
[버전: TLS 1.3]
[Cipher Suites: TLS_AES_128_GCM_SHA256, ...]
[SNI: example.com]  ← DPI 시스템이 이것을 볼 수 있음!
[Supported Groups: x25519, secp256r1]

서버 → 프록시 → 클라이언트: ServerHello
[선택된 Cipher: TLS_AES_128_GCM_SHA256]
[example.com의 서버 인증서]
[Key Share]

클라이언트 → 프록시 → 서버: ClientKeyExchange
[Client Key Exchange - 암호화됨]
[Change Cipher Spec]

서버 → 프록시 → 클라이언트: Server Finished
[Server Finished - 암호화됨]

9. 암호화된 세션 설정 완료
   클라이언트 ⇄ 프록시 ⇄ 서버: [모든 후속 데이터 암호화됨]

   GET /api/secret HTTP/1.1
   Host: example.com
   Authorization: Bearer secret_token_12345

   ↑ 프록시는 이 요청 내용을 볼 수 없습니다! 암호화된 바이트만 전달됩니다.

4단계: 암호화된 데이터 교환

클라이언트 → 프록시 → 서버: [암호화된 데이터]
서버 → 프록시 → 클라이언트: [암호화된 데이터]

프록시가 볼 수 있는 것:
- 전송된 데이터 볼륨
- 전송 시간
- 대상 IP 주소

프록시가 볼 수 없는 것:
- 요청 URL
- HTTP 헤더
- 페이지 콘텐츠
- 쿠키 및 비밀번호

📊 HTTP vs CONNECT — 프록시가 보는 것

정보 HTTP (port 80) CONNECT (port 443)
도메인 ✅ 보임 ✅ 보임
URL 경로 ✅ 전체 보임 ❌ 안 보임
HTTP 헤더 ✅ 모두 보임 ❌ 안 보임
페이지 콘텐츠 ✅ 전체 보임 ❌ 암호화됨
비밀번호 및 쿠키 ✅ 보임 (위험!) ❌ 암호화됨
데이터 볼륨 ✅ 보임 ✅ 보임

⚠️ 보안 관련 중요 사항!

절대로 일반 HTTP 프록시를 통해 비밀번호를 입력하지 마십시오!
프록시가 모든 것을 평문으로 볼 수 있습니다. 항상 HTTPS 사이트는 CONNECT 메서드를 사용하거나 신뢰할 수 있는 프록시 제공업체를 사용해야 합니다.

🧦 SOCKS 프로토콜

SOCKS (Socket Secure)는 HTTP보다 낮은 계층에서 작동하는 프로토콜로, 모든 TCP/UDP 트래픽을 프록시할 수 있습니다.

SOCKS5 핸드셰이크

1단계: 인증 방법 선택

클라이언트 → 서버:
┌─────┬─────┬──────────────────┐
│0x05 │0x02 │0x00 0x02         │
└─────┴─────┴──────────────────┘
  VER  NMETHODS  메서드 목록

0x05 = SOCKS 버전 5
0x02 = 2가지 인증 방법 제안
0x00 = 인증 없음
0x02 = 사용자 이름/비밀번호

서버 → 클라이언트:
┌─────┬────────┐
│0x05 │0x02    │
└─────┴────────┘
  VER   선택된 메서드

0x02 = Username/Password 메서드 선택

2단계: 인증 (필요한 경우)

클라이언트 → 서버:
┌─────┬──────┬──────────┬──────┬──────────┐
│0x01 │ ULEN │ USERNAME │ PLEN │ PASSWORD │
└─────┴──────┴──────────┴──────┴──────────┘

0x01 = 버전
ULEN = 사용자 이름 길이
USERNAME = 로그인
PLEN = 비밀번호 길이
PASSWORD = 비밀번호

서버 → 클라이언트:
┌─────┬────────┐
│0x01 │0x00    │
└─────┴────────┘
  VER   상태

0x00 = 인증 성공

3단계: 연결 요청

클라이언트 → 서버:
┌─────┬─────┬─────┬──────┬──────────┬──────┐
│0x05 │CMD  │0x00 │ATYP  │DST.ADDR  │PORT  │
└─────┴─────┴─────┴──────┴──────────┴──────┘

0x05 = SOCKS5
CMD:
  0x01 = CONNECT (TCP 연결)
  0x02 = BIND (수신 대기)
  0x03 = UDP ASSOCIATE (UDP 릴레이)
0x00 = 예약됨
ATYP:
  0x01 = IPv4 주소 (4바이트)
  0x03 = 도메인 이름 (가변 길이)
  0x04 = IPv6 주소 (16바이트)

example.com:443의 경우:
0x05 0x01 0x00 0x03 0x0B example.com 0x01BB

서버 → 클라이언트:
┌─────┬─────┬─────┬──────┬──────────┬──────┐
│0x05 │0x00 │0x00 │0x01  │0.0.0.0   │0x0000│
└─────┴─────┴─────┴──────┴──────────┴──────┘

0x00 = 연결 성공적으로 설정됨

4단계: 데이터 전송

연결 설정 후 SOCKS 프록시는 TCP 터널처럼 작동합니다:

클라이언트 → SOCKS → 서버: [애플리케이션 데이터]
서버 → SOCKS → 클라이언트: [애플리케이션 데이터]

SOCKS는 콘텐츠를 분석하지 않고 바이트를 그대로 전달합니다!

SOCKS5 장점

  • 범용성: 모든 프로토콜 지원 (HTTP, FTP, SMTP, BitTorrent, 게임)
  • UDP 지원: 완전한 UDP 지원을 제공하는 유일한 프록시 프로토콜
  • 성능: 오버헤드가 낮아 매우 빠름
  • 보안: 트래픽 내용을 분석하지 않아 애플리케이션에 투명함
  • IPv6: IPv6 주소 기본 지원

🔐 프록시를 통한 SSL/TLS 핸드셰이크

프록시를 통한 TLS 작동 방식을 이해하는 것은 보안에 매우 중요합니다. 2025년에는 TLS 1.3이 표준입니다.

프록시를 통한 HTTPS 전체 프로세스

1. 클라이언트 → 프록시: TCP 핸드셰이크
   SYN → SYN-ACK → ACK (프록시와 연결 설정됨)

2. 클라이언트 → 프록시: HTTP CONNECT
   CONNECT example.com:443 HTTP/1.1
   Host: example.com:443
   Proxy-Authorization: Basic dXNlcjpwYXNzd29yZA==
   User-Agent: Mozilla/5.0

3. 프록시 → 서버: TCP 핸드셰이크
   (프록시가 example.com:443과 연결 설정)

4. 프록시 → 클라이언트: 200 Connection established

5. 클라이언트 → 프록시 → 서버: TLS ClientHello
   [버전: TLS 1.3]
   [Cipher Suites: TLS_AES_128_GCM_SHA256, ...]
   [SNI: example.com]  ← DPI가 이것을 볼 수 있음!
   [Supported Groups: x25519, secp256r1]

6. 서버 → 프록시 → 클라이언트: TLS ServerHello
   [선택된 Cipher: TLS_AES_128_GCM_SHA256]
   [example.com의 서버 인증서]
   [Key Share]

7. 클라이언트 → 프록시 → 서버: TLS Finished
   [Client Key Exchange - 암호화됨]
   [Change Cipher Spec]

8. 서버 → 프록시 → 클라이언트: TLS Finished
   [Server Finished - 암호화됨]

9. 암호화된 세션 설정 완료
   클라이언트 ⇄ 프록시 ⇄ 서버: [모든 후속 데이터 암호화됨]

   GET /api/secret HTTP/1.1
   Host: example.com
   Authorization: Bearer secret_token_12345

   ↑ 프록시는 이 요청 내용을 볼 수 없습니다! 암호화된 바이트만 전달됩니다.

⚠️ DPI 시스템이 볼 수 있는 것

CONNECT 터널을 통해서도 DPI(심층 패킷 검사) 시스템은 일부 정보를 추출할 수 있습니다:

  • 📌 SNI (Server Name Indication): ClientHello에 포함된 도메인 이름 (TLS 1.2 이하에서는 평문)
  • 📌 대상 IP 주소: 연결이 향하는 곳
  • 📌 트래픽 볼륨: 전송된 데이터 양
  • 📌 Timing patterns: 활동 패턴으로 콘텐츠 유형 식별 가능

🛡️ 보호: ECH (Encrypted Client Hello)

2025년 최신 서버는 TLS 1.3의 표준인 ECH (Encrypted Client Hello)를 지원합니다. 이는 SNI를 암호화하여 DPI를 통한 도메인 식별을 불가능하게 만듭니다.

🔓 SSL Interception (MITM 프록시)

일부 기업 프록시는 SSL Interception을 수행하여 HTTPS 트래픽을 복호화합니다:

클라이언트 → [프록시로 TLS] → 프록시 → [서버로 TLS] → 서버

프록시는 두 번의 TLS 핸드셰이크를 수행합니다:
1. 클라이언트와 (자체 인증서 사용)
2. 서버와 (클라이언트 대신)

프록시는 모든 콘텐츠를 볼 수 있습니다!

⚠️ 클라이언트에 프록시의 루트 인증서 설치 필요
⚠️ 인증서가 신뢰되지 않으면 브라우저에서 경고 발생

적용 분야: 기업 네트워크(직원 통제), 바이러스 백신(HTTPS 검사), DLP 시스템.

📋 프록시 관련 중요 HTTP 헤더

X-Forwarded-For

프록시가 추가하는 클라이언트의 실제 IP 주소입니다.

X-Forwarded-For: 192.168.1.100

X-Real-IP

X-Forwarded-For의 대안으로, 단일 IP만 포함합니다.

X-Real-IP: 192.168.1.100

Via

요청이 통과한 프록시 체인을 보여줍니다.

Via: 1.1 proxy1, 1.1 proxy2

X-Forwarded-Proto

원래 요청 프로토콜(http/https)을 나타냅니다.

X-Forwarded-Proto: https

X-Forwarded-Host

클라이언트가 보낸 원래 Host 헤더입니다.

X-Forwarded-Host: example.com

Proxy-Authorization

프록시 서버에 대한 인증 자격 증명입니다.

Proxy-Authorization: Basic xyz123

🔍 서버가 프록시를 감지하는 방법

서버는 다음 징후로 프록시 경유 여부를 확인할 수 있습니다:

  • X-Forwarded-*, Via 헤더 존재 여부
  • IP 주소가 알려진 프록시 서버 데이터베이스에 포함되어 있는지 여부
  • IP 지리적 위치와 다른 매개변수(언어, 시간대)의 불일치
  • 비정상적인 활동 패턴 (너무 빠른 요청)

모든 프로토콜을 지원하는 안정적인 프록시

이제 프록시 서버 작동의 기술적 세부 사항을 이해하셨으니 ProxyCove와 함께 지식을 실전에 적용할 때입니다!
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📖 파이널 파트에서 계속: 캐싱, 로드 밸런싱, 실제 사용 사례, 프록시 유형 선택 및 결론.

프록시 서버 작동 방식 — 파이널

캐싱, 로드 밸런싱, 실제 사용 사례, 다양한 작업에 적합한 프록시 선택 및 결론. 2025년 프록시에 대해 알아야 할 모든 것.

업데이트: 2025년 1월 | 예상 독서 시간: 16분 | 레벨: 중급 - 고급

💾 프록시의 캐싱 메커니즘

캐싱은 프록시 서버의 핵심 기능 중 하나로, 콘텐츠 로딩 속도를 50-90% 향상시키고 백엔드 서버의 부하를 줄일 수 있습니다.

캐싱 작동 방식

캐싱 결정 알고리즘

1. 프록시로 요청 수신
   GET /images/logo.png

2. 프록시가 캐시 키 계산:
   key = hash(method + URL + headers)
   key = "GET:example.com:/images/logo.png"

3. 캐시 확인:
   if (캐시 존재 AND 캐시 유효함):
       ✅ CACHE HIT
       - Cache-Control: max-age 확인
       - Expires 헤더 확인
       - 유효하면 → 캐시에서 반환
       - 만료된 경우 → 조건부 요청 (If-Modified-Since)
   else:
       ❌ CACHE MISS
       - Origin 서버에 요청
       - 캐시 가능하면 → 캐시에 저장
       - 클라이언트에게 반환

4. 캐시 가능 여부 결정:
   ✅ 가능 (다음 조건 충족 시):
      - HTTP 메서드: GET 또는 HEAD
      - 상태 코드: 200, 301, 304, 404
      - Cache-Control: public, max-age > 0
      - 헤더 없음: Set-Cookie, Authorization
   ❌ 불가능 (다음 조건 시):
      - Cache-Control: no-store, private
      - Pragma: no-cache
      - POST, PUT, DELETE 요청
      - Set-Cookie가 있는 동적 콘텐츠

캐싱 헤더

헤더 프록시 조치
Cache-Control: max-age=3600 1시간 캐싱 ✅ 캐싱
Cache-Control: no-cache 항상 서버와 확인 ⚠️ 조건부 요청
Cache-Control: no-store 절대 캐싱 금지 ❌ 캐싱 안 함
Cache-Control: public 공개적으로 캐싱 가능 ✅ 캐싱
Cache-Control: private 단일 클라이언트용 ❌ 캐싱 안 함
ETag: "abc123" 버전 식별자 ✅ 유효성 검사에 사용
Last-Modified: date 수정 날짜 ✅ 유효성 검사에 사용

조건부 요청 (Conditional Requests)

캐시가 만료되었을 때, 프록시는 조건부 요청을 사용하여 최신 버전인지 확인할 수 있습니다:

시나리오 1: ETag 확인
────────────────────────────────────
프록시 → 서버:
GET /image.jpg HTTP/1.1
If-None-Match: "abc123"

파일이 변경되지 않은 경우:
서버 → 프록시:
HTTP/1.1 304 Not Modified
ETag: "abc123"

→ 프록시는 캐시에서 제공 (트래픽 절약!)

파일이 변경된 경우:
서버 → 프록시:
HTTP/1.1 200 OK
ETag: "xyz789"
[새 콘텐츠]

→ 프록시가 캐시 업데이트


시나리오 2: 날짜 확인
────────────────────────────────────
프록시 → 서버:
GET /style.css HTTP/1.1
If-Modified-Since: Wed, 13 Jan 2025 10:00:00 GMT

서버 → 프록시:
HTTP/1.1 304 Not Modified

→ 캐시가 최신 상태이므로 캐시에서 제공

캐시 교체 알고리즘

캐시 공간이 가득 찼을 때 프록시는 무엇을 삭제할지 결정해야 합니다:

1. LRU (Least Recently Used)

가장 오랫동안 접근되지 않은 항목을 삭제합니다. 가장 인기 있는 알고리즘입니다.

image1.jpg (최근 접근: 2분 전)
style.css (최근 접근: 10분 전) ← 가장 먼저 삭제됨
logo.png (최근 접근: 1분 전)

2. LFU (Least Frequently Used)

가장 적게 요청된 항목을 삭제합니다.

logo.png (요청 횟수: 1000)
style.css (요청 횟수: 50) ← 가장 먼저 삭제됨
image1.jpg (요청 횟수: 500)

3. FIFO (First In First Out)

가장 오래된 항목을 삭제합니다. 간단하지만 항상 효율적이지는 않습니다.

4. 크기 기반 알고리즘

객체 크기를 고려합니다. 예를 들어, 적게 사용되는 큰 파일을 삭제하여 인기 있는 작은 파일들을 위한 공간을 확보합니다.

📊 캐싱 효율성

웹 프록시의 일반적인 캐시 통계:

  • 📈 Hit Rate: 정적 콘텐츠(이미지, CSS, JS)의 경우 60-80%
  • 📉 Hit Rate: 동적 콘텐츠(API, HTML)의 경우 5-20%
  • 가속: 캐시 적중 시 10-50ms vs 캐시 미적중 시 200-800ms
  • 💾 트래픽 절약: 나가는 트래픽 40-70% 감소
  • 🔋 부하 감소: 백엔드 서버 요청 50-90% 감소

⚖️ 로드 밸런싱

리버스 프록시는 여러 백엔드 서버 간의 부하 분산에 자주 사용되어 높은 가용성과 확장성을 보장합니다.

로드 밸런싱 알고리즘

1️⃣ Round Robin (순환)

요청을 서버들 사이에 순서대로 분배합니다.

요청 1 → 서버 A
요청 2 → 서버 B
요청 3 → 서버 C
요청 4 → 서버 A (순환 반복)

✅ 장점: 단순성, 균등 분배
❌ 단점: 서버 부하 고려 안 함

2️⃣ Least Connections (최소 연결)

새로운 요청을 현재 활성 연결 수가 가장 적은 서버로 보냅니다.

서버 A: 5개 연결
서버 B: 2개 연결 ← 새 요청 이쪽으로
서버 C: 8개 연결

✅ 장점: 현재 부하 고려
✅ WebSocket, 스트리밍 등 장기 연결에 이상적

3️⃣ IP Hash

클라이언트 IP 주소의 해시를 기반으로 서버를 선택합니다. 한 클라이언트는 항상 동일한 서버로 연결됩니다.

hash(192.168.1.100) % 3 = 1 → 서버 B
hash(192.168.1.200) % 3 = 0 → 서버 A
hash(192.168.1.150) % 3 = 2 → 서버 C

✅ 장점: 세션 지속성 (sticky sessions) 구현 용이
❌ 단점: 클라이언트 수가 적을 경우 불균등 분배 가능성

4️⃣ Weighted Round Robin (가중치 순환)

서버 성능에 따라 가중치를 부여하여 분배합니다.

서버 A (가중치: 5) → 5개 요청 수신
서버 B (가중치: 2) → 2개 요청 수신
서버 C (가중치: 3) → 3개 요청 수신

총 10개 요청이 5:2:3 비율로 분배됨

✅ 이기종 서버(성능이 다른 서버)에 이상적

5️⃣ Least Response Time

응답 시간이 가장 짧고 활성 연결 수가 가장 적은 서버를 선택합니다.

서버 A: 50ms, 연결 10개
서버 B: 30ms, 연결 5개 ← 선택됨
서버 C: 100ms, 연결 3개

✅ 클라이언트 성능에 최적화
⚠️ Health check 모니터링 필요

🏥 Health Checks (건강 상태 확인)

로드 밸런서는 백엔드 서버의 가용성을 지속적으로 확인합니다:

Active Health Checks

프록시가 활성 확인 요청을 보냅니다:

5초마다:
GET /health HTTP/1.1
Host: backend-server

응답 200 OK → 서버 정상 ✅
응답 5xx 또는 시간 초과 → 서버 비정상 ❌

Passive Health Checks

실제 클라이언트 요청을 분석합니다:

최근 10개 요청 중:
- 5개가 5xx 오류 반환
- 3개가 시간 초과 발생
→ 서버를 30초 동안 비정상으로 표시

💼 실제 사용 사례

🕷️

웹 스크래핑

과제: 차단 없이 100,000개 페이지 파싱.

해결책:

  • 로테이팅 레지덴셜 프록시
  • 요청 10개당 새 IP 사용
  • 범용성을 위한 SOCKS5 사용
  • IP당 초당 2회 요청 속도 제한

결과: 차단 0%, 성공 요청 95%

🎯

광고 검증

과제: 50개국에서 광고 노출 확인.

해결책:

  • 국가별 타겟팅 프록시
  • 현실적인 표현을 위한 레지덴셜 IP
  • 헤드리스 브라우저를 통한 스크린샷
  • User-Agent 헤더 로테이션

결과: 정확한 광고 게재 위치 검증

💰

가격 모니터링

과제: 경쟁사 가격 24/7 모니터링.

해결책:

  • 데이터센터 프록시 (저렴함)
  • 2시간마다 예약된 요청
  • 다중 프록시 제공업체 활용
  • 차단 시 레지덴셜 프록시로 폴백

결과: 실시간 가격 인텔리전스

🎮

스니커 봇팅

과제: 한정판 운동화 구매 (드롭).

해결책:

  • 레지덴셜 프록시 (안티봇 우회)
  • 체크아웃용 ISP 프록시 (안정성)
  • 계정당 프록시 1개
  • 낮은 지연 시간 (<50ms)

결과: 품절 전 체크아웃 성공

📱

소셜 미디어 관리

과제: 100개 이상의 Instagram 계정 관리.

해결책:

  • 모바일 프록시 (4G/5G IP)
  • 고정 세션 (10-30분)
  • 계정당 프록시 1개 (핑거프린팅 방지)
  • 지역 일치: 계정과 프록시 동일 국가

결과: 0건의 정지, 자연스러운 참여율 유지

🌐

SEO 순위 추적

과제: 지역별 Google 순위 추적.

해결책:

  • 레지덴셜 프록시 (지역 타겟팅)
  • 결과 정확도를 위한 레지덴셜 사용
  • 분당 1-2회 낮은 요청 빈도
  • 안티 캡차를 통한 SERP 파싱

결과: 정확한 지역별 순위 정보 획득

🎯 작업에 맞는 프록시 유형 선택

작업 프록시 유형 프로토콜 비용
웹 스크래핑 레지덴셜 HTTP/SOCKS5 $2.7/GB
소셜 미디어 (Instagram, TikTok) 모바일 4G/5G HTTP/SOCKS5 $3.8/GB
가격 모니터링 (단순 사이트) 데이터센터 HTTP $1.5/GB
스니커 봇 레지덴셜 + ISP HTTP $2.7/GB
지역 제한 콘텐츠 (Netflix) 레지덴셜 HTTPS/SOCKS5 $2.7/GB
SEO 순위 추적 레지덴셜 HTTP $2.7/GB
광고 검증 레지덴셜 HTTP $2.7/GB
API 테스트 (개발) 데이터센터 HTTP/SOCKS5 $1.5/GB

⚡ 프록시 성능 최적화

2025년 모범 사례

✅ 연결 풀링

프록시 연결을 재사용합니다. HTTP Keep-Alive는 요청당 100-200ms를 절약합니다.

✅ HTTP/2 지원

단일 연결을 통해 여러 요청을 멀티플렉싱하는 HTTP/2를 사용합니다.

✅ 지리적 근접성

대상 서버에 지리적으로 가까운 프록시를 선택합니다. 지연 시간 = 거리입니다.

✅ DNS 캐싱

클라이언트 측에서 DNS 조회를 캐시합니다. DNS 조회는 20-50ms가 소요됩니다.

✅ 재시도 로직

5xx 오류 또는 시간 초과 발생 시 지수 백오프(exponential backoff)를 사용하여 다른 프록시로 자동 재시도합니다.

✅ 세션 지속성

세션이 필요한 작업에는 고정 세션(전체 세션 동안 동일한 IP)을 사용합니다.

⚠️ 피해야 할 사항

  • ❌ 무료 프록시 사용 (느리고, 안전하지 않으며, 불안정함)
  • ❌ 너무 높은 속도 제한 설정 (캡차 및 차단 유발)
  • ❌ 모든 요청에 단일 프록시 사용 (핑거프린팅, IP 차단)
  • ❌ 서버에서 보내는 retry-after 헤더 무시 (속도 제한)
  • ❌ 민감한 데이터에 HTTP 프록시 사용

🎓 결론

프록시 서버는 2025년 현대 인터넷에서 필수적인 강력한 도구입니다. 작동 방식을 이해하면 다양한 분야에서 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

🔑 핵심 요약

1. 아키텍처

프록시는 단순한 데이터 전달자가 아닌, 트래픽을 처리, 캐싱 및 최적화하는 지능적인 중개자입니다.

2. 프로토콜

HTTP는 웹 트래픽용, SOCKS5는 범용성용, CONNECT는 HTTPS용입니다. 각 작업에 맞는 프로토콜을 사용해야 합니다.

3. 보안

ECH(Encrypted Client Hello)를 통한 TLS 1.3은 DPI로부터 보호합니다. CONNECT 메서드는 end-to-end 암호화를 유지합니다. HTTPS를 항상 사용하세요.

4. 성능

캐싱은 로딩 속도를 50-90% 가속화합니다. 로드 밸런싱은 높은 가용성을 위해 트래픽을 분산합니다.

5. 유형 선택

차단 우회에는 레지덴셜, 소셜 미디어에는 모바일, 단순 작업에는 데이터센터 프록시를 선택해야 성공할 수 있습니다.

6. 최신 동향

HTTP/3, QUIC, ECH, AI 기반 라우팅 — 프록시는 인터넷과 함께 진화하고 있습니다.

🚀 다음 단계

  1. 실습: 프로젝트에 프록시를 설정하고 다양한 프로토콜 테스트
  2. 모니터링: 히트율, 지연 시간, 오류율 등 메트릭 추적
  3. 최적화: 캐싱 설정 및 밸런싱 실험
  4. 보안: 로그를 정기적으로 확인하여 이상 징후 점검
  5. 확장: 부하 증가에 따라 프록시 서버 추가

💡 기억하세요: 프록시는 마법이 아니라 공학적 도구입니다. 작동 방식을 이해하면 효율적으로 사용하여 최대 성능을 달성할 수 있습니다. 2025년에는 올바르게 설정된 프록시가 경쟁 우위가 됩니다.

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ProxyCove 2025 요금제:

✅ HTTP, HTTPS, SOCKS5 | ✅ API + 대시보드 | ✅ 24/7 지원 | ✅ 즉시 활성화

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학습한 내용:
파트 1: 기본 개념, 아키텍처, 포워드 vs 리버스, 투명 vs 명시적
파트 2: 프로토콜(HTTP/SOCKS), CONNECT, TLS 핸드셰이크, 헤더
파트 3: 캐싱, 로드 밸런싱, 실제 사례, 최적화 및 결론

🎉 축하합니다! 이제 2025년 프록시 서버 작동 방식을 전문가 수준으로 이해하셨습니다.