HTTP 완벽 가이드 7장 - 웹 캐시

HTTP 완벽가이드 7장 Cache를 읽고 정리한 글입니다.

 

 

우선 Web Caching 이란?

 

HTTP 통신 시 response의 body 에 해당하는 content document를

로컬에 저장하여 해당 document의 요청이 있을때 서버에서 response로 받는 대신 로컬에서 가져오는 방법입니다.

 

 

우선 web cache에 대해 익힐 관점 3가지입니다.

1. 캐싱이 어떻게 성능을 향상 시키는지
2. 어떻게 최신 상태의 캐시를 유지하는지
3. 캐싱과 서버간의 운용 방법

이 관점을 유지하면서 글을 읽어주시면 도움이 될 것 같습니다.

 

캐싱 했을때의 장점 3가지 입니다.

1. 중복된 데이터를 또 보내지 않아도 됨
2. 네트워크 병목현상 감소
3. 빠른 로드

 

이 세가지가 다 같은 맥락이기도 한데.
요청에 대한 응답 횟수를 줄이면서 나타나는 효과들입니다.

첫번째, 두번째 장점으로 서버 측에서 드는 통신 비용을 줄일 수 있습니다.
세번째는 클라이언트의 측면인데,

응답 바디의 콘텐츠에서 값을 받는 대신 로컬에서 데이터를 불러와서 빠른 페이지 로드가 가능합니다. 

캐싱의 예시로 2가지가 있습니다.

하나는 많은 사람들이 동시에 몰렸을때
같은 응답을 반복해서 주게 되는데 그걸 캐시로 처리하면 많은 사람이 몰려도 캐시로 서버 부하를 줄일 수 있습니다.

두번째는 서버와 클라이언트의 물리적 거리가 멀때 그 사이에 캐시를 저장할 수 있는 장치 (eg. CDN)를 배치하여 캐시를 거기 저장하면 물리적 거리가 줄어들어 통신 시간을 줄일 수 있습니다.

 

 

캐시했을때 생길 수 있는 문제점과 해결방안입니다.

1. 캐싱한 데이터가 최신 데이터가 아닐 경우 → Revalidations로 유효성을 검사합니다.
   1. 변경사항 없으면 304 Not Modified response
   2. 변경사항 있으면 200 + full content
   3. 삭제됐으면 404
2. 모든 데이터를 캐싱 할 수없고
3. 낮은 캐시 hit rate이 있습니다 → 2, 3번 모두 연관성, 인기 높은 데이터들을 캐시에 저장함으로써 해결가능합니다.
4. 캐시 hit의 response과 서버의 response 모두 응답코드 200 → 응답 헤더의 date값 or Age로 구분 가능합니다.

* 캐시 hit란 캐시의 상태가 fresh하여 사용할 수 있는 경우를 말함.

 

캐싱을 하는 6단계입니다.

1. client에서 보내는 HTTP request message를 읽습니다.
2. message를 parsing합니다.
3. 캐시가 있는지 확인합니다.
4. 캐시의 fresh를 확인합니다 (유효할 경우) → 유효성 검사 방법 4-2
5. response를 생성하고 새로운 헤더값을 추가하여 reponse로 보내줍니다. 아래는 cache 관련하여 추가될 수 있는 response header의 속성값입니다.
   
   1. Age → 캐시 발급 이후 초과 시간 (초단위)
   2. Expires headers → 만료 시간
   3. Cache-Control 캐시 제어 기능
      1. private public
         1. private: 개인 전용 캐시
         2. public: 공유 전용 캐시 (proxy cache)
      2. Max-Age 응답 헤더
         1. Cache-Control: max-age=3600 → 캐시발급 이후 3600초가 지나서 캐시를 요청하게 될 경우 재검증해야함.
         2. Cache-Control: s-maxage=3600 (only public caches) → 프록시 캐시에서 사용하는 용도
      3. no-store
         1. Cache-Control: no-store
         2. 로컬에 저장하지 않는다는 뜻
      4. no-cache
         1. Cache-Control: no-cache
         2. 캐시는 저장. but 매번 재검증, max-age=0 과 같은 의미 → 계속 응답 요청
      5. must-revalidate
         1. Cache-Control: must-revalidate
         2. fresh check를 무시하고 재검증 시도
      6. stale-while-revalidate=<seconds>
         1. Age가 해당 시간을 초과하지 않을 경우 일단 캐시 데이터를 띄우고, 비동기적으로 캐시 값을 갱신합니다.

4-2. 서버 재검증 (Server Revalidation) : 유효 기간 만료 여부 확인 

1. 1. 조건부 요청 conditinal GET : 캐시가 hit 했을 경우 응답으로 헤더만 받기 때문에 비용이 낮음.
   2. If-Modified-Since<date> (IMS) : Last-Modified(기존 응답 헤더)값 이후 변경 사항이 존재하는지 확인
   3. If-None-Match<tags> : documnet serial number 값 비교

 

 

캐싱 정책

https://web.dev/http-cache/#defining-optimal-cache-control-policy

 

추가적인 Cache-Control request directives (캐시 컨트롤 요청 지시자)

https://developer.mozilla.org/ko/docs/Web/HTTP/Headers/Cache-Control

 

Referense

https://toss.tech/article/smart-web-service-cache

https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc5861