출처: https://interconnection.tistory.com/74 [Ryan Server]

1. HTTP의 특징과 쿠키, 세션을 사용하는 이유

쿠키를 발급받고 사용하는 과정

기본적으로 HTTP 프로토콜 환경은 "connectionless, stateless"한 특성을 가지기 때문에 서버는 클라이언트가 누구인지 매번 확인해야하는데, 이 특성들을 보완하기 위해서 쿠키와 세션을 사용하게 됨

• connectionless
  클라이언트가 요청을 한 후 응답을 받으면 그 연결을 끊어 버리는 특징

  HTTP는 먼저 클라이언트가 request를 서버에 보내면, 서버는 클라이언트에게 요청에 맞는 response를 보내고 접속을 끊는 특성이 있다.

  헤더에 keep-alive라는 값을 줘서 커넥션을 재활용하는데 HTTP1.1에서는 이것이 디폴트다.

  HTTP가 tcp위에서 구현되었기 때문에 (tcp는 연결지향, udp는 비연결지향) 네트워크 관점에서 keep-alive는 옵션으로 connectionless의 연결비용을 줄이는 것을 장점으로 비연결지향이라 한다.
  

• stateless
  통신이 끝나면 상태를 유지하지 않는 특징

  연결을 끊는 순간 클라이언트와 서버의 통신이 끝나며 상태 정보는 유지하지 않는 특성이 있다.
  
  

예를 들어, 쿠키와 세션을 사용하지 않으면 쇼핑몰에서 물건을 구매하려고 로그인을 했음에도, 페이지를 이동할 때 마다 계속 로그인을 해야 한다.

쿠키와 세션을 사용했을 경우, 한 번 로그인을 하면 어떠한 방식에 의해서 그 사용자에 대한 인증을 유지하게 된다.

2. 쿠키 ( Cookie )

쿠키는 클라이언트(브라우저) 로컬에 저장되는 키와 값이 들어있는 작은 데이터 파일이다.
사용자 인증이 유효한 시간을 명시할 수 있으며, 유효 시간이 정해지면 브라우저가 종료되어도 인증이 유지된다는 특징이 있음.

쿠키는 클라이언트의 상태 정보를 로컬에 저장했다가 참조함.
클라이언트에 300개까지 쿠키저장 가능, 하나의 도메인당 20개의 값만 가질 수 있음, 하나의 쿠키값은 4KB까지 저장.

Response Header에 Set-Cookie 속성을 사용하면 클라이언트에 쿠키를 만들 수 있다.
쿠키는 사용자가 따로 요청하지 않아도 브라우저가 Request시에 Request Header를 넣어서 자동으로 서버에 전송함.

쿠키의 구성 요소

이름 : 각각의 쿠키를 구별하는 데 사용되는 이름
값 : 쿠키의 이름과 관련된 값
유효시간 : 쿠키의 유지시간
도메인 : 쿠키를 전송할 도메인
경로 : 쿠키를 전송할 요청 경로

쿠키의 동작 방식

1. 클라이언트가 페이지를 요청
2. 서버에서 쿠키를 생성
3. HTTP 헤더에 쿠키를 포함 시켜 응답
4. 브라우저가 종료되어도 쿠키 만료 기간이 있다면 클라이언트에서 보관하고 있음
5. 같은 요청을 할 경우 HTTP 헤더에 쿠키를 함께 보냄
6. 서버에서 쿠키를 읽어 이전 상태 정보를 변경 할 필요가 있을 때 쿠키를 업데이트 하여 변경된 쿠키를 HTTP 헤더에 포함시켜 응답
   
   

쿠키의 사용 예

1. 방문 사이트에서 로그인 시, "아이디와 비밀번호를 저장하시겠습니까?"
2. 쇼핑몰의 장바구니 기능
3. 자동로그인, 팝업에서 "오늘 더 이상 이 창을 보지 않음" 체크, 쇼핑몰의 장바구니

3. 세션 ( Session )

세션은 쿠키를 기반하고 있지만, 사용자 정보 파일을 브라우저에 저장하는 쿠키와 달리 세션은 서버 측에서 관리한다. 서버에서는 클라이언트를 구분하기 위해 세션 ID를 부여하며 웹 브라우저가 서버에 접속해서 브라우저를 종료할 때까지 인증 상태를 유지한다. 물론 접속 시간에 제한을 두어 일정 시간 응답이 없다면 정보가 유지되지 않게 설정이 가능하다.

사용자에 대한 정보를 서버에 두기 때문에 쿠키보다 보안에 좋지만, 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 된다. 즉, 동접자 수가 많은 웹 사이트인 경우 서버에 과부하를 주게 되므로 성능 저하의 요인이 되는 것.

클라이언트가 Request를 보내면, 해당 서버의 엔진이 클라이언트에게 유일한 ID를 부여하는 데 이것이 세션 ID 라고 한다.

세션의 동작 방식

클라이언트가 서버에 접속 시 세션 ID를 발급 받음
클라이언트는 세션 ID에 대해 쿠키를 사용해서 저장하고 가지고 있음
클라리언트는 서버에 요청할 때, 이 쿠키의 세션 ID를 같이 서버에 전달해서 요청
서버는 세션 ID를 전달 받아서 별다른 작업없이 세션 ID로 세션에 있는 클라언트 정보를 가져와서 사용
클라이언트 정보를 가지고 서버 요청을 처리하여 클라이언트에게 응답

세션의 특징

각 클라이언트에게 고유 ID를 부여
세션 ID로 클라이언트를 구분해서 클라이언트의 요구에 맞는 서비스를 제공
보안 면에서 쿠키보다 우수
사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 됨

세션의 사용 예

로그인 같이 보안상 중요한 작업을 수행할 때 사용

4. 쿠키와 세션의 차이

• 사용자의 정보가 저장되는 위치
  -> 쿠키는 서버의 자원을 전혀 사용하지 않으며, 세션은 서버의 자원을 사용합니다.

• 보안 면에서 세션이 더 우수
  -> 쿠키는 클라이언트 로컬에 저장되기 때문에 변질되거나 request에서 스니핑 당할 우려가 있어서 보안에 취약
  -> 세션은 쿠키를 이용해서 session_id 만 저장하고 그것으로 구분해서 서버에서 처리하기 때문에 비교적 보안성이 좋음

• 요청 속도는 쿠키가 세션보다 더 빠름
  -> 세션은 서버의 처리가 필요하기 때문

• (중요)라이프 사이클
  -> 쿠키도 만료시간이 있지만 파일로 저장되기 때문에 브라우저를 종료해도 계속해서 정보가 남아 있을 수 있다. 또한 만료기간을 넉넉하게 잡아두면 쿠키삭제를 할 때 까지 유지될 수도 있음
  -> 세션도 만료시간을 정할 수 있지만 브라우저가 종료되면 만료시간에 상관없이 삭제됨
  -> 예를 들어, 크롬에서 다른 탭을 사용해도 세션을 공유함.

• 속도
  -> 쿠키에 정보가 있기 때문에 서버에 요청시 속도가 빠름
  -> 세션은 정보가 서버에 있기 때문에 처리가 요구되어 비교적 속도가 느림

5. 세션과 쿠키 동시에 사용 하는 이유?

세션은 서버의 자원을 사용하기 때문에 무분별하게 만들다보면 서버의 메모리가 감당할 수 없어질 수가 있고 속도가 느려질 수 있기 때문에 쿠키가 유리한 경우가 있음.

6. 쿠키&세션 != 캐시

캐시는 이미지나 css, js파일 등을 브라우저나 서버 앞 단에 저장해놓고 사용하는 것을 말한다.

한번 캐시에 저장되면 브라우저를 참고하기 때문에 서버에서 변경이 되어도 사용자는 변경되지 않게 보일 수 있는데, 이런 부분을 캐시를 지워주거나 서버에서 클라이언트로 응답을 보낼 때 header에 캐시 만료시간을 명시하는 방법 등을 이용할 수 있다.