[네트워크] HTTP/2

HTTP/2는 SPDY 프로토콜에서 파생된 HTTP/1.x보다 지연 시간을 줄이고, 응답 시간을 더 빠르게 할 수 있으며 멀티플렉싱, 헤더 압축, 서버 푸시, 요청의 우선순위 처리를 지원하는 프로토콜이다. 

* SPDY 프로토콜 : HTTP 1.1의 여러 문제점을 개선하기 위해서 구글이 개발한 비표준 개방형 프로토콜

https://ko.wikipedia.org/wiki/SPDY

SPDY - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

멀티플렉싱

멀티플렉싱이란 여러 개의 스트림을 사용하여 송수신하는 것이다. 이를 통해 특정 스트림의 패킷이 손실되었다고 하더라도 해당 스트림에만 영향을 미치고 나머지 스트림을 멀쩡하게 동작할 수 있다. 

* 스트림(stream) : 시간이 지남에 따라 사용할 수 있게 되는 일련의 데이터 요소를 가리키는 데이터 흐름

즉, 한 장치에서 다른 장치로 보내지는 모든 정보를 가리키는 데이터 흐름이다.

 

위 그림은 한 연결 안에 여러 개의 스트림을 캡처한 모습이다. 병렬적인 스트림들을 통해 데이터를 송수신하고 있다. 

한 개의 스트림이 한 쌍의 요청과 응답을 처리한다. 하나의 커넥션 위에 여러 개의 스트림이 동시에 만들어질 수 있으므로, 여러 개의 요청과 응답을 처리하는 것 역시 가능하다.

단일 연결을 통해 병렬로 여러 요청을 받을 수 있고, 응답을 줄 수 있다. 이렇게 되면서 한 연결에 하나의 요청과 하나의 응답만 받을 수 있어서 HTTP/1.x에서 발생하는 문제인 HOL Blocking을 해결할 수 있다. 

 

헤더 압축

HTTP/1.x에는 크기가 큰 헤더때문에 통신 속도가 느려지는 문제가 있었다.

이를 HTTP/2에서는 헤더 압축을 써서 해결하는데, 허프만 코딩 알고리즘을 사용하는 HPACK 압축 형식을 가진다. 

허프만 코딩(huffman coding)

문자열을 문자 단위로 쪼개서 빈도수를 센다. 그리고 빈도가 높은 정보는 적은 비트 수를 사용하여 표현하고, 빈도가 낮은 정보는 비트 수를 많이 사용하여 표현해서, 전체 데이터의 표현에 필요한 비트 양을 줄이는 원리이다.

 

예를 들어, 'AABBAC'라는 문자열이 있다고 가정해보자. 

초기 상태에선 문자 한 개에 1 byte를 차지하므로, 총 6 byte(=48 bits)의 크기를 가진 문자열이다.

문자 'A' 의 빈도수가 3, 'B'의 빈도수가 2, 'C'의 빈도수가 1이므로 가장 큰 빈도수를 가진 'A'를 1 bit짜리 0으로 표현하고 'B'와 'C'를 각각 01과 11로 표현한다. 그러면 'AABBAC'는 한 자리당 1bit를 차지하는 비트로 변환되어 000101011이라는 수열로 변환되고, 이 수열은 9 bits가 되기 때문에 6byte(=48bits)에서 9 bits로 압축된다. 

이와 같이 비트를 부여하는 방식은 이진트리를 사용하는데, 자세한 원리는 아래 블로그에서 확인할 수 있다.

https://lipcoder.tistory.com/187

허프만(Huffman) 트리를 이용한 텍스트 압축

 

서버 푸시

HTTP/1.1에서는 클라이언트가 서버에 요청을 해야 파일을 다운받을 수 있었다면, HTTP/2는 클라이언트 요청없이 서버가 바로 리소스를 푸시할 수 있다. 

html에는 css나 js 파일이 포함되기 마련인데, html을 읽으면서 그 안에 들어 있던 css 파일을 서버에서 푸시하여 클라이언트에게 먼저 전송할 수 있다. 서버에서 html 요청을 받아 응답을 보내고, 그에 필요한 css나 js 파일을 알아서 먼저 전송해주기 때문에 클라이언트가

css, js 요청을 추가로 보내지 않아도 된다.