CS HTTP 헤더3 캐시와 조건부 요청
캐시와 조건부 요청
1. 캐시 기본 동작
1 - 1. 캐시가 없을 때
• 데이터가 변경되지 않아도 계속 네트워크를 통해서 데이터를 다운로드 받아야 한다.
• 인터넷 네트워크는 매우 느리고 비싸다.
• 브라우저 로딩 속도가 느리다.
• 느린 사용자 경험
1 - 2. 캐시 적용 시
• 캐시 덕분에 캐시 가능 시간동안 네트워크를 사용하지 않아도 된다.
• 비싼 네트워크 사용량을 줄일 수 있다.
• 브라우저 로딩 속도가 매우 빠르다.
• 빠른 사용자 경험
• 캐시 유효 시간이 초과하면, 서버를 통해 데이터를 다시 조회하고, 캐시를 갱신한다.
• 이때 다시 네트워크 다운로드가 발생한다.
2. 검증 헤더와 조건부 요청1
2 - 1. 캐시 시간 초과
• 캐시 유효 시간이 초과해서 서버에 다시 요청하면 다음 두 가지 상황이 나타난다.
1. 서버에서 기존 데이터를 변경함
2. 서버에서 기존 데이터를 변경하지 않음
• 캐시 만료후에도 서버에서 데이터를 변경하지 않음
• 생각해보면 데이터를 전송하는 대신에 저장해 두었던 캐시를 재사용 할 수 있다.
• 단 클라이언트의 데이터와 서버의 데이터가 같다는 사실을 확인할 수 있는 방법 필요
2 - 2. 검증 헤더 추가
2 - 2 - 1. 첫 번째 요청
GET /star.jpg
웹 브라우저 서버 star.jpg
응답
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/jpeg
cache-control: max-age=60
Last-Modified: 2020년 11월 10일 10:00:00 << 데이터가 마지막에 수정된 시간
Content-Length: 34012
lkj123kljoiasudlkjaweioluywlnfdo912u34ljko98udjklasl
kjdfl;qkawj9;o4ruawsldkal;skdjfa;ow9ejkl3123123
응답 결과를 캐시에 저장
2 - 2 - 2. 두 번째 요청 - 캐시 시간 초과
요청2
GET /star.jpg
if-modified-since: 2020년 11월 10일 10:00:00 << 데이터 최종 수정일 2020년 11월 10일 10:00:00
서버 데이터 최종 수정일
2020년 11월 10일 10:00:00
캐시 데이터 최종 수정일
2020년 11월 10일 10:00:00
응답 결과를 재사용, 헤더 데이터만 갱신
2 - 2 - 3. 정리
• 캐시 유효 시간이 초과해도, 서버의 데이터가 갱신되지 않으면
• 304 Not Modified + 헤더 메타 정보만 응답(바디X)
>> 이로 인해 주고받는 데이터의 용량 감소
(응답 결과로 바디 없이 헤더만 줘서, 실제 데이터인 바디는 캐시에 있는거 쓰니까)
• 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
3. 검증 헤더와 조건부 요청2
3 - 1. 검증 헤더와 조건부 요청
• 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
예시
• If-Modified-Since: 이후에 데이터가 수정되었으면?
• 데이터 미변경 예시
• 캐시: 2020년 11월 10일 10:00:00 vs 서버: 2020년 11월 10일 10:00:00
• 304 Not Modified, 헤더 데이터만 전송(BODY 미포함)
• 전송 용량 0.1M (헤더 0.1M)
• 데이터 변경 예시
• 캐시: 2020년 11월 10일 10:00:00 vs 서버: 2020년 11월 10일 11:00:00
• 200 OK, 모든 데이터 전송(BODY 포함)
• 전송 용량 1.1M (헤더 0.1M, 바디 1.0M)
3 - 1 - 1. 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
• 예: 스페이스나 주석처럼 크게 영향이 없는 변경에서 캐시를 유지하고 싶은 경우
3 - 1 - 2. ETag, If-None-Match
• ETag(Entity Tag)
• 캐시용 데이터에 임의의 고유한 버전 이름을 달아둠
• 예: ETag: "v1.0", ETag: "a2jiodwjekjl3"
• 데이터가 변경되면 이 이름을 바꾸어서 변경함(Hash를 다시 생성)
• 예: ETag: "aaaaa" -> ETag: "bbbbb"
• 진짜 단순하게 ETag만 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기!
검증 헤더 추가
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 메커니즘을 모름)
• 예:
• 서버는 배타 오픈 기간인 3일 동안 파일이 변경되어도 ETag를 동일하게 유지
• 애플리케이션 배포 주기에 맞추어 ETag 모두 갱신
4. 캐시와 조건부 요청 헤더
4 - 1. 캐시 제어 헤더
• Cache-Control: 캐시 제어
• Pragma: 캐시 제어(하위 호환)
• Expires: 캐시 유효 기간(하위 호환)
4 - 1 - 1. 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)
4 - 1 - 2. Pragma
캐시 제어(하위 호환)
• Pragma: no-cache
• HTTP 1.0 하위 호환
4 - 1 - 3. Expires
캐시 만료일 지정(하위 호환)
• expires: Mon, 01 Jan 1990 00:00:00 GMT
• 캐시 만료일을 정확한 날짜로 지정
• HTTP 1.0 부터 사용
• 지금은 더 유연한 Cache-Control: max-age 권장
• Cache-Control: max-age와 함께 사용하면 Expires는 무시
4 - 1 - 4. 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
5. 프록시 캐시
원 서버 직접 접근
1. 한국에 있는 클라이언트가 요청
2. 미국에 있는 원 서버가 응답
응답 시간
500ms (0.5초)
프록시 캐시 도입
첫 번째 요청
1. 한국에서 웹 브라우저 요청
2. 미국에 있는 원 서버에서 한국의 프록시 캐시 서버에 전송
응답 시간
400ms (0.4초)
3. 한국의 프록시 캐시 서버
응답 시간
100ms (0.1초)
두 번째 요청
1. 한국에서 웹 브라우저 요청
2. 한국의 프록시 캐시 서버
응답 시간
100ms (0.1초)
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)
• 오리진 서버에서 응답 후 프록시 캐시 내에 머문 시간(초)
6. 캐시 무효화
6 - 1. Cache-Control 확실한 캐시 무효화 응답
• Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate
• Pragma: no-cache
• HTTP 1.0 하위 호환
6 - 2. 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 만료후 최초 조회시 원 서버에 검증해야함
• 원 서버 접근 실패시 반드시 오류가 발생해야함 - 504(Gateway Timeout)
• must-revalidate는 캐시 유효 시간이라면 캐시를 사용함
• Pragma: no-cache
• HTTP 1.0 하위 호환
6 - 3. no-cache vs must-revalidate
6 - 3 - 1. no-cache 기본 동작
1. 캐시 서버 요청
no-cache + ETag
웹 브라우저 => 프록시 캐시
2. 원 서버 요청
no-cache + ETag
프록시 캐시 => 원 서버
3. 원 서버 검증
4. 응답
304 Not Modified
원 서버 => 프록시 캐시
5. 응답
프록시 캐시 => 웹 브라우저
6. 캐시 데이터 사용 304 Not Modified
no-cache
ETag: "aaa"
6 - 3 - 2. no-cache
1. 캐시 서버 요청
no-cache + ETag
웹 브라우저 => 프록시 캐시
2. 순간 네트워크 단절
프록시 캐시 원 서버 접근 불가
3. 원 서버에 접근할 수 없는 경우 캐시 서버 설정에 따라서 캐시 데이터를 반환할 수 있음
Error or 200 OK (오류 보다는 오래된 데이타라도 보여주자)
4. 응답
200 OK
프록시 캐시 => 웹 브라우저
6 - 3 - 3. must-revalidate
1. 캐시 서버 요청
must-revalidate + ETag
웹 브라우저 => 프록시 캐시
2. 순간 네트워크 단절
프록시 캐시 원 서버 접근 불가
3. 원 서버에 접근할 수 없는 경우, 항상 오류가 발생해야 함
504 Gateway Timeout (매우 중요한 돈과 관련된 결과로 생각해보자)
4. 응답
504 Gateway Timeout