쿠키(Cookie)와 세션(Session)

HTTP의 특징과 쿠키와 세션을 사용하는 이유

HTTP 프로토콜의 특성이자 약점을 보완하기 위해서 쿠키 또는 세션을 사용한다.

 

기본적으로 HTTP 프로토콜 환경은 connectionless, stateless한 특성을 가지기 때문에 서버는 클라이언트가 누구인지 매번 확인해야 한다.

• 서버와 클라이언트가 통신할 때 통신이 연속적으로 이어지지 않고 한 번 통신이 되면 끊어진다.
• 따라서 서버는 클라이언트가 누구인지 계속 인증해야 하지만 그것은 매우 귀찮고 번거로운 일이다.

이런 문제를 해결하기 위해 쿠키와 세션을 사용한다.

 

Connectionless 프로토콜(비연결 지향)

• 클라이언트가 서버에 요청(Request)을 했을 때, 그 요청에 맞는 응답(Response)을 보낸 후 연결을 끊는 처리 방식
• HTTP 1.1 버전에서 커넥션을 계속 유지하고, 요청(Request)에 재활용하는 기능이 추가되었다(HTTP Header)에 keep-alive 옵션을 주어 커넥션을 재활용하게 한다(HTTP 1.1에서 default 옵션)
• HTTP가 TCP 위에서 구현되었기 때문에(TCP: 연결 지향, UDP: 비연결 지향) 연결 지향적이라고 할 수 있다는 말이 있지만, 네트워크 관점에서 keep-alive는 옵션으로 두고, 서버 측에서 비연결 지향적인 특성으로 커넥션 관리에 대한 비용을 줄이는 것이 명확한 장점으로 보기 때문에 비연결 지향이다.

Stateless 프로토콜

• 커넥션을 끊는 순간 클라이언트와 서버의 통신이 끝나며 상태 정보는 유지하지 않는 특성이 있다.
• 클라이언트와 첫 번째 통신에서 데이터를 주고 받았다 해도, 두 번째 통신에서 이전 데이터를 유지하지 않는다.
• 실제로 데이터 유지가 필요한 경우가 많다.

 

쿠기(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 있다.

 

쿠키는 클라이언트의 상태 정보를 로컬에 저장했다가 참조한다.

 

클라이언트에 300개까지 쿠키 저장 가능, 하나의 도메인당 20개의 값만 가질 수 있으며, 하나의 쿠키값은 4KB까지 저장 가능하다.

 

Response Header에 Set-Cookie 속성을 사용하면 클라이언트에 쿠키를 만들 수 있다.

 

쿠키는 사용자가 따로 요청하지 않아도 브라우저가 Request 시에 Request Header를 넣어서 자동으로 서버에 전송한다.

 

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 포함시켜 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 변경할 필요가 있을때 쿠키를 업데이트하여 변경된 쿠키를 HTTP 헤더에 포함시켜 응답

쿠키 사용 예시

• 방문 사이트에서 로그인 시, "아이디와 비밀번호 저장"
• 쇼핑몰의 장바구니 기능
• 자동로그인, 팝업에서 "오늘 더 이상 이 창을 보지 않음" 클릭

 

세션(Session)

세션은 쿠키를 기반으로 하고 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 인증상태를 유지한다.

 

접속 시간에 제한을 두어 일정 시간 응답이 없으면 정보가 유지되지 않도록 설정이 가능하다.

 

사용자에 대한 정보를 서버에 두기 때문에 쿠키보다 보안이 좋지만, 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 된다.

 

동시 접속자 수가 많은 웹 사이트인 경우 서버에 과부하를 주게 되므로 성능 저하의 요인이 된다.

 

클라이언트가 Request를 보내면, 해당 서버의 엔진이 클라이언트에게 유일한 ID를 부여하는데 이것이 세션 ID이다.

 

세션의 동작 방식

1. 클라이언트가 서버에 접속 시 세션 ID를 발급 받음
2. 클라이언트는 세션 ID에 대해 쿠키를 사용해서 자장하고 가지고 있음
3. 클라이언트는 서버에 요청할 때, 이 쿠키의 세션 ID를 같이 서버에 전달해서 요청
4. 서버는 세션 ID를 전달 받아서 별다른 작업 없이 세션 ID로 세션에 있는 클라이언트 정보를 가져와서 사용
5. 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

세션 사용 예시

• 로그인 같이 보안상 중요한 작업을 수행할 때 사용

 

쿠키와 세션의 차이

 

보안

• 쿠키는 클라이언트 로컬에 저장되기 때문에 변질되거나 Request에서 스니핑 당할 우려가 있어서 보안에 취약하다
• 세션은 쿠키를 이용해서 SessionId만 저장하고 그것으로 구분해서 서버에서 처리하기 때문에 비교적 보안성이 좋다

라이프 사이클

• 쿠키도 만료시간이 있지만 파일로 저장되기 때문에 브라우저를 종료해도 계속해서 정보가 남아 있을 수 있다.
  • 만료 시간을 넉넉하게 잡아두면 쿠키 삭제를 할때까지 유지될 수도 있음
• 세션도 만료시간을 정할 수 있지만 브라우저가 종료되면 만료시간에 상관없이 삭제된다
  • 크롬에서 다른 탭을 사용해도 세션이 공유되지만, 다른 브라우저를 사용하게 되면 다른 세션을 사용할 수 있다.

속도

• 쿠키에 정보가 있기 때문에 서버 요청 시 속도가 빠름
• 세션은 정보가 서버에 있기 때문에 처리가 요구되어 비교적 느린 속도를 가진다

쿠키를 사용하는 이유

세션이 쿠키에 비해 보안이 높은 편이나 쿠키를 사용하는 이유는 세션은 서버에 저장되고, 서버의 자원을 사용하기에 서버 자원에 한계가 있고, 속도가 느려질 수 있기 때문에 자원관리 차원에서 쿠키와 세션을 적절한 요소 및 기능에 병행 사용하여 서버 자원의 낭비를 방지하며 웹사이트의 속도를 높일 수 있다.

 

쿠키와 세션, 캐시

캐시(Cache)는 웹 페이지 요소를 저장하기 위한 임시 저장소이고, 쿠키/세션은 정보를 저장하기  위해 사용된다.

 

캐시는 웹 페이지를 빠르게 렌더링할 수 있도록 도와주고, 쿠키/세션은 사용자의 인증을 도와준다.

• 캐시는 이미지, 비디오, 오디오, css, js 파일 등 데이터나 값을 미리 복사해 놓은 리소스 파일들의 임시 저장소이다.
• 저장 공간이 작고 비용이 비싼 대신 빠른 성능을 제공한다.
• 같은 웹 페이지에 접속할 때 사용자의 PC에서 로드하므로 서버를 거치지 않아도 된다.
• 이전에 사용된 데이터가 다시 사용될 가능성이 많으면 캐시 서버에 있는 데이터를 사용한다.
• 다시 사용될 확률이 있는 데이터들에 빠르게 접근할 수 있다(페이지 로딩 속도 ↑)
• 캐시 히트(hit): 캐시를 사용할 수 있는 경우(ex. 이전에 왔던 요청이랑 같은 게 왔을 때)
• 캐시 미스(miss): 캐시를 사용할 수 없는 경우(ex. 웹 서버로 처음 요청했을 때)