[모든 개발자들을 위한 HTTP 웹 기본 지식] #8. HTTP 헤더2 : 캐시와 조건부 요청

[Pracrobo]

캐시 기본 동작

캐시가 없을때

• 데이터가 변경되지 않아도 계속 네트워크를 통해서 데이터를 다운로드 받아야 한다.
• 인터넷 네트워크는 매우 느리고 비싸다
• 브라우저 로딩 속도가 느리다.
• 느린 사용자 경험

캐시 적용

• 서버에 캐시 적용하면 cache-control : 유효시간

• max-age : 초단위

• 응답 결과를 캐시에 저장하면 캐시에서 조회

• 캐시 덕분에 캐시 가능 시간동안 네트워크를 사용하지 않아도 된다.

• 비싼 네트워크 사용량을 줄일 수 있다.

• 브라우저 로딩 속도가 매우 빠르다.

• 빠른 사용자 경험

캐시 적용: 캐시 시간 초과

3번째 요청: 캐시 시간 초과되었을때

• 다시 요청( 캐시 유효한 시간 똑같이)

• 덮어씌우면서 초기화

• 캐시 유효 시간이 초과하면, 서버를 통해 데이터를 다시 조회하고 캐시를 갱신한다.

• 이때 다시 네트워크 다운로드가 발생한다.

검증 헤더와 조건부 요청 1

• 캐시 유효 시간이 초과해서 서버에 다시 요청하면 다음 두가지 상황이 나타난다.

1. 서버에서 기존 데이터를 변경함
2. 서버에서 기존 데이터를 변경하지 않음

캐시 시간 초과

• 캐시 만료 후에도 서버에서 데이터를 변경하지 않음
• 생각해보면 데이터를 전송하는 대신에 저장해 두었던 캐시를 재사용할 수 있다.
• 단, 클라이언트의 데이터와 서버의 데이터가 같다는 사실을 확인할 수 있는 방법 필요

검증 헤더 추가

Last-Modified : 최종수정일(UTC)
if-modified-since : HTTP 요청 헤더 _ 날짜 맞추기

데이터 최종 수정일이 캐시의 검증 헤더와 맞춰서 판단이 가능
수정이 없으면: 304 Not Modified, HTTP 바디가 없음

네트워크 부하가 줄어든다.

검증 헤더와 조건부 요청 - 정리

Last-Modified, if-modified-since

• 캐시 유효 시간이 초과해도 서버의 데이터가 갱신되지 않으면
• 304 Not Modified + 헤더 메타 정보만 응답(바디x)
• 클라이언트는 서버가 보낸 응답 헤더 정보로 캐시의 메타 정보를 갱신
• 클라이언트는 캐시에 저장되어 있는 데이터 재활용
• 결과적으로 네트워크 다운로드가 발생하지만 용량이 적은 헤더 정보만 다운로드
• 매우 실용적인 해결책

검증 헤더와 조건부 요청 2

검증 헤더

• 캐시 데이터와 서버 데이터가 같은지 검증하는 데이터
• Last-Modified, ETag

조건부 요청 헤더

• 검증 헤더로 조건에 따른 분기
• If-Modified-Since : Last-Modified 사용
• If-None-Match : ETag 사용
• 조건이 만족하면 200 OK
• 조건이 만족하지 않으면 304 Not Modified

-If-Modified-Since : 이후에 데이터가 수정되었으면 ?
- 데이터 미변경 예시
- 캐시 vs 서버 : 똑같으면
- 304 Not Modified, 헤더 데이터만 전송(BODY 미포함)
- 전송 용량 0.1M (헤더 0.1M, 바디 1.0M)
- 데이터 변경 예시
- 캐시 vs 서버 : 다르면
- 200 OK, 모든 데이터 전송(BODY 포함)
- 전송 용량 1.1M (헤더 0.1M, 바디 1.0M)

검증 헤더와 조건부 요청: Last-Modified, If-Modified-Since 단점

• 1초 미만(0.x초) 단위로 캐시 조정이 불가능
• 날짜 기반의 로직 사용
• 데이터를 수정해서 날짜가 다르지만, 같은 데이터를 수정해서 데이터 결과가 똑같은 경우
• 서버에서 별도의 캐시 로직을 관리하고 싶은 경우
  • ex) 스페이스나 주석처럼 크게 영향이 없는 변경에서 캐시를 유지하고 싶은 경우

검증 헤더와 조건부 요청 : ETag, If-None-Match

• ETag(Entity Tag)
• 캐시용 데이터에 임의의 고유한 버전 이름을 달아둠(서버에서 임의의 버전을 다는 것) (파일을 해시알고리즘에 넣어서 해시를 받는것 , 해시 라이브러리를 넣어서)
• ex) ETag: "v1.0", ETag: "a2jiodwjekji3"
• 데이터가 변경되면 이 이름을 바꾸어서 변경함(Hash를 다시 생성)
• ex) ETag: "aaaaa" -> ETag: "bbbbb"
• 진짜 단순하게 ETag만 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기

<ETag 사용하는 방법>

매치가 안되면 실패, 데이터가 수정이 안된 것
304 Not Modified

검증 헤더와 조건부 요청 : ETag, If-None-Match 정리

• 진짜 단순하게 ETag만 서버에 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기
• 캐시 제어 로직을 서버에서 완전히 관리
• 클라이언트는 단순히 이 값을 서버에 제공(클라이언트는 캐시 매커니즘을 모름)
• ex)
  • 서버는 베타 오픈 기간인 3일 동안 파일이 변경되어도 ETag를 동일하게 유지
  • 애플리케이션 배포 주기에 맞추어 ETag 모두 갱신

캐시와 조건부 요청 헤더

캐시 제어 헤더

• Cache-Control : 캐시 제어, max-age
• Pragma : 캐시 제어(하위 호환)
• Expires: 캐시 유효 기간(하위 호환)

Cache-Control(캐시 지시어, directives)

• Cache-Control : max-age
  • 캐시 유효 시간, 초 단위
• Cache-Control : no-cache
  • 데이터는 캐시해도 되지만, 항상 원(Origin)서버에 검증하고 사용
• Cache-Control : no-store
  • 데이터에 민감한 정보가 있으므로 저장하면 안됨 (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제 ,하드디스크에 저장되는데 최대한 빨리 삭제)

Pragma(캐시 제어, 하위 호환)

• Pragma : no-cache
• HTTP 1.0 하위 호환

Expires (캐시 만료일 지정, 하위 호환)

• expires: Mon, 01 Jan 1990 00:00:00 GMT
• 캐시 만료일을 정확한 날짜로 지정
• HTTP 1.0부터 사용
• 지금은 더 유연한 Cache-Control : max-age 권장
• Cache-Control : max-age 와 함께 사용하면 Expires 는 무시

검증 헤더와 조건부 요청 헤더

• 검증 헤더(Validator)

  • ETag : "v1.0", ETag : "asid93jkrh2l"
  • Last-Modified : Thu, 04 Jun 2020 07:19:24 GMT

• 조건부 요청 헤더

  • If-Match, If-None-Match : ETag 값 사용
  • If-Modified-Since, If-Unmodified-Since : Last-Modified 값 사용

프록시 캐시

원 서버 직접 접근: origin 서버

프록시 캐시 도입

• 속도가 빠름
• 공용으로 사용하는 캐시서버

Cache-Control : 캐시 지시어(directives) : 기타

• Cache-Control : public
  • 응답이 public 캐시에 저장되어도 됨
• Cache-Control : private
  • 응답이 해당 사용자만을 위한 것임, private 캐시에 저장해야 함(기본값)
• Cache-Control : s-maxage
  • 프록시 캐시에만 적용되는 max-age
• Age : 60 (HTTP 헤더)
  • origin서버에서 응답 후 프록시 캐시 내에 머문 시간(초)

원서버 : origin

캐시 무효화

Cache-Control : 확실한 캐시 무효화 응답

• Cache-control : no-cache, no-store, must-revalidate
• Pragma : no-cache
  • HTTP 1.0 하위 호환

Cache-Control : 캐시 지시어 (directives) - 확실한 캐시 무효화

• Cache-Control : no-cache

  • 데이터는 캐시해도 되지만, 항상 원 서버에 검증하고 사용(이름에 주의)

• Cache-Control : no-store

  • 데이터에 민감한 정보가 있으므로 저장하면 안됨
    (메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)

• Cache-Control : must-revalidate

  • 캐시 만료 후 최초 조회시 원 서버에 검증해야함
  • 원 서버 접근 실패시 반드시 오류가 발생해야 함: 504 (Gateway Timeout)
  • must-revalidate 는 캐시 유효 시간이라면 캐시를 사용함

• Pragma: no-cache

  • HTTP 1.0 하위 호환
    
    
    
    

다음으로

1. HTTP 스펙

   • RFC 2616 : 주의! 이것 보면 안됨
   • RFC 7230~7235 : https://tools.org/html/rfc7230 : 모두 개정

2. HTTP 완벽 가이드 책

   • RFC 2616 기준이라는 점 감안