[HTTP] HTTP 1.1와 HTTP 2 그리고 QUIC(HTTP3)

HTTP 란?

HTTP(HyperText Transfer Protocol)은 웹에서 클라이언트(웹 브라우저)가 웹 서버(apache, nginx ...)와 통신하기 위한 프로토콜 중 하나입니다.

현재 HTTP는 신뢰할 수 있는 연결 기반인 TCP 표준에 의존합니다.

구글의 경우 자체적으로 개발한 QUIC(HTTP3)을 사용하며 UDP를 기반으로 합니다.

HTTP 1.1이란?

출시 이후 지금까지 가장 많이 사용되고 있는 통신 프로토콜입니다.

연결(Connection) 하나 당 하나의 요청을 처리하도록 설계되어 있습니다.(요청과 응답이 순차적으로 처리)

이런 설계 방식으로 다수의 리소스(image, css, script)를 처리하기 위해선 요청할 리소스 개수에 비례해서 Latency가 길어지게 됩니다.(동시전송, 속도, 성능문제)

단점

HOL(Head Of Line) Blocking 발생

• '연결(Connection) 하나 당 하나의 요청' 방식의 개선 방법으로 ''연결(connection) 하나 당 여려개의 요청/응답''할 수 있는 기법인 pipelining 시 발생합니다.

    | a.png |
              | b.png |
                           | c.png |

• 위와 같이 순서대로 처리하지만 첫 번째 이미지의 응답 처리가 완료되기 전까지 b, c에 대한 요청은 대기하게 되는 현상입니다.(특정응답지연)

• aa

RTT(Round Trip Time) 증가

• '연결(Connection) 하나 당 하나의 요청'으로 매번 요청 별로 '연결(Connection)을 만들게 되고 TCP 상에서 동작하는 HTTP의 특성상 3-way Handshake가 반복적으로 일어나며, 불필요한 RTT증가와 네트워크 지연을 초래하여 성능을 지연시킵니다.

TCP의 3-way Handshaking

Heavy Header

• HTTP 1.1에는 많은 메타 정보들이 저장되어 있습니다. 그리고 클라이언트가 서버로 보내는 HTTP 요청은 매 요청 때마다 중복된 헤더 값을 전송하게 되며 서버 도메인에 관련된 쿠키 정보도 헤더에 함께 포함되어 전송됩니다. 이러한 반복 및 중복적인 헤더 전송, 쿠키 정보로 인한 무거운 헤더가 단점입니다.

HTTP 2

HTTP1.1의 성능에 초점을 맞추어 수정한 버전입니다. latency, 네트워크, 서버 리소스 사용량 등과 같은 성능 위조로 개선했습니다.

Multiplexed Streams

• Connection 한 개로 동시에 여러 개의 메시지를 주고 받을 수 있으며 응답은 순서에 상관없이 Stream으로 주고 받습니다. 위에 언급한 Pipelining의 개선 버전이라 보시면 될 듯 합니다.

Stream Prioritization

• 리소스 간의 의존관계에 따른 우선 순위를 설정하여 리소스 문제를 해결합니다. (이미지파일보다 css파일이 더욱 빠르게 도착할 수 있게끔 합니다.)

Server Push

• server는 client가 요청하지 않은 리소스들을 사전에 push를 통해 전송할 수 있습니다. 이럴 경우 client가 HTML문서를 최소한으로 요청할 수 있습니다.

Header Compression

• Header Table과 Huffman Encoding이라는 기법을 사용하는 HPACK 압축 방식을 사용합니다.

• HTTP 1.1의 경우 클라이언트가 요청을 두번 보내면 해더 중복에 대한 처리가 전혀 업는 반면, HTTP 2의 경우 위의 이미지와 같이 중복을 처리한 후 데이터를 전송합니다.

HTTP 1.1과 HTTP 2의 속도 차이

https://www.youtube.com/watch?v=jhqrRT4fvOA

NAVER와 GOOGLE의 HTTP

NAVER의 프로토콜(HTTP2)

Google의 프로토콜(HTTP3/QUIC)

References

https://jwdeveloper.tistory.com/218

https://seokbeomkim.github.io/posts/http1-http2/

https://medium.com/@shlee1353/http1-1-vs-http2-0-%EC%B0%A8%EC%9D%B4%EC%A0%90-%EA%B0%84%EB%8B%A8%ED%9E%88-%EC%82%B4%ED%8E%B4%EB%B3%B4%EA%B8%B0-5727b7499b78

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/HTTP/Overview

https://seokbeomkim.github.io/posts/http1-http2/