HTTP 버전

HTTP란

애플리케이션 계층으로서 웹 서비스 통신에 사용됩니다. HTTP/1.0에서 시작하여 지금은 HTTP/3을 사용합니다.

HTTP/1.0

• 한 연결 당 하나의 요청을 처리하도록 설계되었습니다.
• 문제점 : 서버로부터 파일을 가져올 때마다 TCP의 3-way handshake를 계속 진행하기 때문에, RTT 증가를 불러오게 되었습니다.

RTT

패킷이 목적지에 도달하고 나서 다시 출발지로 돌아오기까지 걸리는 시간이며 패킷 왕복 시간

RTT 증가를 해결하기 위한 방법

• 이미지 스플리팅 : 많은 이미지가 합쳐 있는 하나의 이미지를 다운로드받고, 이를 기반으로 background-image의 position을 이용하여 이미지를 표기하는 방법입니다.
• 코드 압축 : 개행 문자,빈칸을 없애고 코드를 압축해서 코드의 크기를 최소화하는 방법입니다.
• 이미지 Base64 인코딩 활용 : 이미지 파일을 64진법으로 이루어진 문자열로 인코딩하는 방법입니다. 이 방법을 사용하면 서버와의 연결을 열고 이미지에 대해 서버에 HTTP 요청을 할 필요가 없습니다.

HTTP/1.1

• 한번 TCP를 초기화 한 이후에 keep-alive라는 옵션으로 여러 개의 파일을 송수신할 수 있습니다.
• 문제점 : 문서 안에 포함된 다수의 리소스(이미지, css/script 파일)를 처리하려면 요청할 리소스 개수에 비례해서 대기 시간이 길어집니다.

WARNING

HTTP/1.0에서도 keep-alive가 있었지만, 표준화가 되어있지 않았습니다.
HTTP/1.1부터 표준화가 되어 기본 옵션으로 설정되었습니다.

HTTP/1.1 성능저하의 원인

• HOL Blocking(Head Of Line Blocking) : 네트워크에서 같은 큐에 있는 패킷이 그 첫 번째 패킷에 의해 지연될 때 발생하는 성능 저하 현상을 말합니다.
• 무거운 헤더구조 : HTTP/1.1의 헤더에는 쿠키 등 많은 메타데이터가 들어 있고 압축이 되지 않아 무거웠습니다.

HTTP/2

• HTTP/2는 SPDY 프로토콜에서 파생된 HTTP/1.x 보다 지연 시간을 줄이고 응답시간을 더 빠르게 할 수 있습니다.
• 멀티플렉싱, 헤더 압축, 서버 푸시, 요청의 우선순위 처리를 지원하는 프로토콜입니다.

멀티플렉싱

• 여러개의 스트림을 사용하여 송수신 한다는 것을 말합니다.
• 특정 스트림의 패킷이 손실되어도 해당 스트림에만 영향을 미치고 나머지 스트림은 정상작동합니다.
• 병렬로 여러 요청을 받거나 응답할 수 있어, HOL Blocking을 해결할 수 있습니다.

스트림

시간이 지남에 따라 사용할 수 있게 되는 일련의 데이터 요소를 가리키는 데이터 흐름

헤더 압축

허프만 코딩 압축 알고리즘을 사용하는 HPACK 압축 형식을 사용했습니다.

허프만 코딩

문자열을 문자 단위로 쪼개 빈도수를 세어 빈도가 높은 정보는 적은 비트 수를 사용하여 표현하고, 빈도가 낮은 정보는 비트 수를 많이 사용하여 표현해서 전체 데이터의 표현에 필요한 비트양을 줄이는 원리입니다.

서버 푸시

HTTP/2는 클라이언트 요청 없이 서버가 바로 리소스를 푸시할 수 있습니다. 예를 들어, html에는 css나 js파일이 포함되어 있는데, 클라이언트가 html을 보내면 그 안에 들어있던 css 파일을 서버에서 푸시하여 클라이언트의 css요청 전에 먼저 주는 방식입니다.

HTTP/3

• TCP위에서 돌아가는 HTTP/2와 달리, HTTP3는 QUIC라는 계층 위에서 돌아가며, UDP기반으로 돌아갑니다.
• 멀티플렉싱을 가지고 있으며 초기 연결 설정 시 지연 시간 감소라는 장점이 있습니다.

초기 연결 설정 시 지연 시간 감소

QUIC은 TCP를 사용하지 않기 때문에 3-way handshake 과정을 거치지 않습니다. 그 때문에 첫 연결 설정에 1-RTT만 소요됩니다. 참고로, QUIC은 순방향 오류 수정 메커니즘(FEC, Forword Error Correction)이 적용되어 낮은 패킷 손실률을 자랑합니다.

참고자료

• 주홍철.면접을 위한 CS 전공지식 노트.서울:길벗,2022.