HTTP - 헤더2 (캐시와 조건부 요청)

meluu_·2023년 8월 11일

HTTP

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- 시작하기 앞서 -

캐시도 어렸을 적에 궁금증이 많았다. 특히 휴대폰의 애플리케이션이 느릴때 캐시삭제하면 빨라진다는 블로그를 진짜 많이 본거 같다.(캐시 용량이 커서 삭제시 빠르게 느껴지는...), 컴퓨터의 임시파일 삭제 같은 것도...
캐시가 뭐길래 용량을 많이 차지하는 걸까?

⚡ 캐시

캐시 : 한마디로 요청한 데이터(html,json,image 등)를 임시 저장하는 곳

✖️ No Cache

데이터 변경 유무에 상관없이 매 번 데이터를 다운
인터넷 네트워크는 매우 느리고 비쌈
브라우저 로딩 속도가 느림
느린 사용자 경험

⚡ 캐시 적용

응답 (서버)
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/jpeg
cache-control: max-age=60 // 캐시의 유효 시간(초)
Content-Length: 34012
lkj123kljoiasudlkjaweioluywlnfdo912u34ljko98udjklaslkjdfl;qkawj9;o4ruawsldkal;skdjfa;ow9ejkl3123123

브라우저 캐시는 응답 결과를 캐시에 저장 (60초 유효)
재 요청시 캐시 유효 시간 검증 후 브라우저 캐시에서 조회하여 데이터 로딩

캐시 유효 시간 초과시 : 재요청 후 캐시 브라우저에 캐시 갱신 (재 다운로드)

✔️ 장점

캐시 가능 시간동안 네트워크 미사용
비싼 네트워크 사용량 ⬇️
브라우저 로딩 속도가 매우 빠름
빠른 사용자 경험

✅ 검증 헤더와 조건부 요청 part 1

캐시 유효시간이 초과해서 서버에서 다시 요청시 2가지 상황

서버에서 기존 데이터를 변경 ☑️→✅
서버에서 기존데이터 미변경 ☑️

✖️ 데이터 미변경

저장해 두었던 캐시 재사용 가능
클라이언트의 데이터와 서버의 데이터가 같다는 사실을 확인할 방법 필요
→ 검증헤더 추가

응답 (서버)
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/jpeg
cache-control: max-age=60 // 캐시의 유효 시간(초)
Last-Modified: 2020년 11월 10일 10:00:00 // 데이터 최종 수정 시간
Content-Length: 34012
lkj123kljoiasudlkjaweioluywlnfdo912u34ljko98udjklaslkjdfl;qkawj9;o4ruawsldkal;skdjfa;ow9ejkl3123123

💠 과정은 기본과 같으나 다른점은 캐시 유효기간 초과시 데이터 최종 수정일을 요청 헤더에 추가한다.

요청 (클라이언트,브라우저)
GET /star.jpg
if-modified-since: 2020년 11월 10일 10:00:00 // 소유 캐시의 최종 수정일

💠 데이터가 변경되지 않았으면 서버는 HTTP Body를 제외한 304 응답을 보낸다

응답 (서버)
HTTP/1.1 304 Not Modified
Content-Type: image/jpeg
cache-control: max-age=60 // 캐시의 유효 시간(초)
Last-Modified: 2020년 11월 10일 10:00:00 // 데이터 최종 수정 시간
Content-Length: 34012
~~HTTP Body 없음~~

💠 HTTP Body(데이터)를 전송하지 않았기에 HTTP 헤더(매우 적은 용량)만 전송

💠 브라우저는 응답 결과를 재사용, 헤더 데이터 갱신 (다시 캐시 유효 기간동안 사용)

✔️ 정리

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

☑️ 검증 헤더와 조건부 요청 part 2

검증 헤더

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

🖊️ Last-Modified, If-Modified-Since

✔️ 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

🔖 참고: If-Unmodified-Since 도 있다.

✔️ Modified 예시

If-Modified-Since: 이후에 데이터가 수정되었으면?

데이터 미변경
- 304 Not Modified, 헤더 데이터만 전송(BODY 미포함)
- 전송 용량 0.1M(헤더 0.1M)
데이터 변경
- 200 OK, 모든 데이터 전송(BODY 포함)
- 전송 용량 1.1M(헤더 0.1M, 바디 1.0M)

✔️ Modified 단점

Last-Modified, If-Modified-Since 단점

1초 미만(0.x초) 단위로 캐시 조정 불가능
날짜 기반의 로직 사용 (UTC 표기법)
데이터 수정 날짜는 다르지만 데이터 결과가 똑같은 경우
서버에서 별도의 캐시 로직을 관리하고 싶은 경우
- 예) 스페이스나 주석처럼 크게 영향이 없는 변경에서 캐시를 유지

🖊️ ETag, If-None-Match

ETag(Entity Tag)
캐시용 데이터에 임의의 고유한 버전 이름을 달아둠
- 예) ETag : "v1.0", ETag:"565-602a(...)"
  - 네이버에서 js, 그래프는 Etag를 찾았다.. 자세한건 f12눌러서 확인해보자

데이터가 변경되면 이 이름을 바꾸어서 변경함 (Hash를 다시 생성)
- ex) ETag: "aaaaa" → ETag: "bbbbb"

단순하게 ETag만 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기

✔️ 조건부 요청 헤더

If-Match, If-None-Match: ETag 값 사용

✔️ 과정

Modified와 같다.

첫 요청시

응답 (서버)
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: image/jpeg
cache-control: max-age=60 // 캐시의 유효 시간(초)
ETag: "aaaaaaaaaa" // ETag
Content-Length: 34012
lkj123kljoiasudlkjaweioluywlnfdo912u34ljko98udjklaslkjdfl;qkawj9;o4ruawsldkal;skdjfa;ow9ejkl3123123

캐시 유효 기간 만료 후 재 요청

요청 (클라이언트,브라우저)
GET /star.jpg
If-None-Match: "aaaaaaaaaa"

요청 데이터의 ETag와 서버의 요청받은 데이터 ETag가 같다면

응답 (서버)
HTTP/1.1 304 Not Modified
Content-Type: image/jpeg
cache-control: max-age=60 // 캐시의 유효 시간(초)
ETag: "aaaaaaaaaa"
Content-Length: 34012
~~HTTP Body 없음~~

HTTP Body가 없으므로 용량은 적다

응답을 받은 브라우저는 캐시에서 해당 데이터를 조회해서 재사용한다.

✔️ 정리

단순하게 ETag만 서버에 보내서 같으면 유지, 다르면 다시 받기
캐시 제어 로직을 서버에서 완전히 관리
클라이언트는 단순히 이 값을 서버에 제공(클라이언트는 캐시 메커니즘 모름)
ex) 애플리케이션 배포 주기에 맞추어 ETag 모두 갱신

🎮 캐시 제어 헤더

Cache-Control : 캐시 제어
Pragma : 캐시 제어(하위 호환)
Expires : 캐시 유효 기간 (하위 호환)

✔️ Cache-Control

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 저장 X
(메모리에서 사용하고 최대한 빨리 삭제)

Cache-Control: must-revalidate
• 캐시 만료후 최초 조회시 원(Origin) 서버에 검증해야함
• 원 서버 접근 실패시 반드시 오류가 발생해야함 - 504(Gateway Timeout)
• must-revalidate는 캐시 유효 시간이라면 캐시를 사용함

✔️ Pragma

Pragma: no-cache

HTTP 1.0 하위 호환

✔️ Expires

expires: Mon, 01 Jan 2000 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 사용되면 Expires는 무시

🛢️ 프록시 서버

의미 : 자신을 통해서 다른 네트워크 서비스에 간접적으로 접속할 수 있게 해 주는 컴퓨터 시스템이나 응용 프로그램

먼 곳에 있는 원서버 직접 접근 → 오래걸림
나의 위치와 가까운 곳의 프록시 캐시 서버 ( 빠름)

프록시 캐시 서버는 public 캐시이고
웹 브라우저(클라이언트)의 캐시는 private 캐시이다.

✔️ 캐시 지시어(directives) - 기타

Cache-Control: public

응답이 public 캐시에 저장되어도 됨

Cache-Control: private

응답이 해당 사용자만을 위한 것임, private 캐시에 저장해야함 (기본값)

Cache-Control:s-maxage

프록시 캐시에만 적용되는 max-age

Age: 60 (HTTP 헤더)

오리진 서버에서 응답 후 프록시 캐시 내에 머문 시간(초)

🈚 캐시 무효화

✔️ 확실한 캐시 무효화 응답

// 전부 적으면 된다. 
Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate
Pragma: no-cache // HTTP 1.0 하위 호환

✔️ no-cache vs must-revalidate

웹브라우저가 캐시 서버 요청 (no-cache or must-revalidate + ETag)
프록시 캐시에서 원 서버에 요청 (no-cache or must-revalidate + ETag)
원 서버 검증
변화 없으면 프록시에 304 응답 (ETag 검증)
프록시 캐시서버는 브라우저에 304 응답
브라우저 캐시 사용

❗ 문제 발생 : 프록시 캐시 서버가 원 서버에 접근 불가시 (순간 네트워크 단절)

✔️ no-cache 의 경우

(프록시)캐시 서버 설정에 따라서 캐시 데이터를 반환할 수 있음

이 경우는 오류 보단 오래된 데이터라도 보낸다는 마인드다. (200 OK)

✔️ must-revalidate 의 경우

원 서버에 접근할 수 없는 경우, 항상 오류가 발생해야 함

504 Gateway Timeout

📖 출처 및 참고자료

모든 개발자를 위한 HTTP 웹 기본 지식

Http 아이콘 제작자: Freepik - Flaticon

위키백과

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⚡ 캐시

✖️ No Cache

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✅ 검증 헤더와 조건부 요청 part 1

✖️ 데이터 미변경

✔️ 정리

☑️ 검증 헤더와 조건부 요청 part 2

🖊️ Last-Modified, If-Modified-Since

✔️ 조건부 요청 헤더

✔️ Modified 예시

✔️ Modified 단점

🖊️ ETag, If-None-Match

✔️ 조건부 요청 헤더

✔️ 과정

✔️ 정리

🎮 캐시 제어 헤더

✔️ Cache-Control

✔️ Pragma

✔️ Expires

🛢️ 프록시 서버

✔️ 캐시 지시어(directives) - 기타

🈚 캐시 무효화

✔️ 확실한 캐시 무효화 응답

✔️ no-cache vs must-revalidate

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