쿠키와 세션, 캐시

쿠키와 세션의 사용 이유

• HTTP의 특징으로 인해 나타나는 약점을 보완

HTTP의 특징

1. Connectionless 프로토콜 (비연결 지향)

   클라이언트가 서버로 요청을 했을 때, 그에 맞는 응답을 한 후 연결을 끊는 방식

• HTTP 1.1 에서는 커넥션을 계속 유지하고 요청에 재활용 할 수 있는 기능이 추가.
  HTTP 헤더에 keep-alive 옵션을 주어 커넥션을 재활용한다. (1.1 버전에서 Default)
• HTTP가 TCP 위에서 구현 -> 연결 지향적으로 생각할 수 있으나, keep-alive는 옵션의 영역으로 두고 서버 측에서는 비연결 지향적인 특징으로 커넥션 관리의 비용을 줄이는 것을 장점으로 간주한다.

2. Stateless 프로토콜

   커넥션을 끊는 순간 서버와 클라이언트의 통신이 끝나며 상태 정보는 유지하지 않는다.

• 앞선 통신에서 데이터를 주고받았다 하더라도 다음 통신에서는 이전 데이터를 유지하지 않는다.
  즉, 각각의 통신은 별개의 상태를 갖는다.

결과적으로 서버와 클라이언트의 통신에서 각각의 통신은 연속적이지 않고 완료 시 끊어진다.
따라서 통신에서 계속 인증을 해야하고, 이는 불필요한 자원의 낭비가 된다.
이러한 문제를 해결하는 방법이 쿠키와 세션이다.

쿠키 (Cookie)

HTTP의 일종으로 사용자가 어떤 웹사이트 방문 시, 그 사이트의 서버에서 사용자의 컴퓨터에 저장하는 정보 기록 파일이다.
HTTP에서 클라이언트의 상태 정보를 클라이언트에 저장했다가 필요시 정보를 사용할 수 있다.

• 쿠키의 특징

  1. 이름, 값, 만료일, 경로 정보로 구성
  2. 클라이언트에 총 300개의 쿠키 저장 가능 (참고 자료)
  3. 하나의 도메인 당 20개의 쿠키 사용 가능
  4. 하나의 쿠키는 4KB(4096byte)까지 저장

• 쿠키의 동작 순서

  1. 클라이언트가 페이지를 요청 (웹 사이트 접근)
  2. 웹 서버에서 쿠키를 생성
  3. 생성한 쿠키를 응답값에 담아 클라이언트로 전송
  4. 클라이언트는 받은 쿠키를 로컬에 저장
  5. 서버에 재요청 시, 요청에 쿠키를 담아 전송
  6. 동일 사이트 재방문 시, 클라이언트의 로컬에서 해당 사이트의 쿠키가 있는 경우 요청과 함께 쿠키를 전송

• 사용 예시

  1. 사이트에서 로그인 시, 계정 정보를 저장하는 경우.
  2. 팝업의 '오늘 다시보지 않기'

세션 (Session)

일정 시간 동안 같은 사용자로부터의 요청을 하나의 상태로 보고, 그 상태를 유지하는 기술
여기서의 일정 시간은 사용자가 브라우저를 통해 서버에 접속한 시점부터 브라우저를 종료하여 연결을 끝내는 시점까지의 기간
즉, 사용자가 웹 서버에 접속해 있는 상태를 하나의 단위로 보고 세션이라 한다.

• 세션의 특징

  1. 웹 서버에 웹 컨테이너의 상태를 유지하기 위한 정보를 저장
  2. 웹 서버에 저장되는 쿠키(= 세션 쿠키)
  3. 브라우저를 닫거나, 서버에서 세션을 삭제했을 때만 삭제가 되므로, 쿠키보다 보안에서 유리
  4. 서버 용량이 허용하는 한 저장 데이터에 제한이 없다.
  5. 각 클라이언트에 고유 세션 ID를 부여, 이 ID로 클라이언트를 구분하고 요청에 맞는 서비스를 제공

• 세션의 동작 순서

  1. 클라이언트가 페이지를 요청 (웹 사이트 접근)
  2. 서버는 접근한 클라이언트의 요청 헤더 필드에서 Cookie를 확인하여, 클라이언트가 세션 ID를 보냈는지 확인
  3. 세션 ID가 없다면 서버는 세션 ID를 생성해 클라이언트에 응답
  4. 서버에서 클라이언트로 보낸 세션 ID는 쿠키로 서버에 저장
  5. 클라이언트에서 재접속 시, 이 쿠키를 이용

• 사용 예시

  • 화면을 이동해도 로그인이 풀리지 않고 유지 (로그아웃 전까지)

쿠키와 세션의 차이

• 쿠키와 세션은 비슷한 역할을 하고 동작원리도 유사하다.
• 결론적으로 큰 차이점은 정보가 저장되는 위치이다.
  (쿠키는 서버의 자원을 사용하지 않고, 세션은 서버의 자원을 사용한다.)
• 쿠키는 클라이언트 로컬에 저장되기 때문에 변조나 스니핑의 위험에 노출되어 있지만,
• 세션은 세션 ID만 쿠키를 통해 저장하고 그것으로 구분하여 서버에서 처리하기 때문에 보안적으로 안전하다.
• 속도는 쿠키가 더 우수한 편. (쿠키는 직접 정보를 담고 있음)
• 라이프 사이클의 경우에 쿠키에는 만료기간이 있지만 파일로 저장되기 때문에 브라우저 종료 시에도 정보가 유지된다.
• 세션도 만료기간을 정할 수는 있지만, 브라우저 종료 시에는 만료기간에 상관없이 삭제된다.

캐시 (Cache)

• 캐시는 웹 페이지의 요소를 저장하는 임시 저장소

• 캐시 : 웹페이지의 빠른 렌더링 목적

• 쿠키/세션 : 사용자의 인증과 관련된 정보

• 캐시는 이미지, 비디오, css, js파일 등 데이터나 값등의 리소스 파일을 다룬다.

• 저장 공간이 작고 그에 비해 비싼 대신 성능이 빠르다.

• 같은 웹 페이지(동일한 요청)에 대해 서버를 거치지 않아도 된다.

• 재사용 가능성이 높은 데이터는 캐시서버에서 데이터를 사용 -> 데이터에 빠르게 접근하여 속도 향상

• 캐시 히트 : 캐시를 사용할 수 있는 경우 (이전과 동일한 요청)

• 캐시 미스 : 캐시를 사용할 수 없는 경우 (서버로의 첫 요청)

Ref:
https://pearlluck.tistory.com/14
https://hahahoho5915.tistory.com/32
https://interconnection.tistory.com/74
https://dev-coco.tistory.com/61
https://devuna.tistory.com/23