[Network] 쿠키와 세션

1. HTTP의 특징과 쿠키와 세션을 사용하는 이유

HTTP 프로토콜의 특성이자 약점을 보완하기 위해 쿠키 혹은 세션을 사용한다. 기본적으로 HTTP 프로토콜 환경은 connectionless, stateless한 특성을 가지기 때문에 서버는 클라이언트가 누구인지 매번 확인해야 한다. 이 특성을 보완하기 위해 쿠키와 세션을 사용하게 된다.

 

Connectionless(비연결성)

Connectionless는 클라이언트가 서버에 요청을 하고 응답을 받으면 바로 TCP/IP 연결을 끊어 유지하지 않는 것이다. 이를 통해 서버의 자원을 효율적으로 관리하고 수많은 클라이언트의 요청에 대응할 수 있도록 한다. HTTP 는 연결을 유지하지 않는 모델을 기본으로 한다.

Stateless(무상태성)

stateful은 서버가 클라이언트의 이전 상태를 보존한다는 의미이다. 반대로 Stateless는 서버가 클라이언트의 이전 상태를 보존하지 않는다는 의미이다.

2. 쿠키(Cookie)

쿠키란?

• 클라이언트(브라우저) 로컬에 저장되는 키와 값이 들어있는 작은 데이터 파일이다.
• 사용자 인증이 유효한 시간을 명시할 수 있고 유효시간이 정해지면 브라우저가 종료되도 인증이 유지된다.
• 쿠키는 클라이언트의 상태 정보를 로컬에 저장했다가 참조한다.
• 클라이언트에 300개까지 쿠키를 저장 가능. 하나의 도메인 당 20개의 값만 가질 수 있다. 하나의 쿠키값은 4KB까지 저장한다.
• Response Header에 Set-Cookie 속성을 사용하면 클라이언트에 쿠키를 만들 수 있다.
• 쿠키는 사용자가 따로 요청하지 않아도 브라우저가 Request Header를 넣어서 자동으로 서버에 전송한다.

쿠키의 구성요소

• 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 동작방식

• 클라이언트가 페이지를 요청
• 서버에서 쿠키를 생성
• HTTP 헤더에 쿠키를 포함시켜 응답
• 브라우저가 종료되도 쿠키 만료 기간이 있다면 클라이언트에서 보관하고 있음
• 같은 요청을 할 경우 HTTP 헤더에 쿠키를 함께 보낸다.
• 서버에서 쿠키를 읽어 이전 상태 정보를 변경할 필요가 있을 때 쿠키를 업데이트 하여 변경된 쿠키를 HTTP 헤더에 포함시켜 응답

쿠키의 사용 예

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

3. 세션(Session)

세션이란?

• 쿠키에 기반하지만 사용자 정보 파일을 브라우저에 저장하는 쿠키와 달리 세션은 서버측에서 관리한다.
• 서버에서는 클라이언트를 구분하기 위해 세션 ID를 부여하며 웹 브라우저가 서버에 접속해서 브라우저를 종료할 때 까지 인증상태를 유지한다.
• 접속 시간에 제한을 두어 일정 시간 응답이 없다면 정보가 유지되지 않도록 설정이 가능하다.
• 사용자에 대한 정보를 서버에 두기 때문에 쿠키보다 보안에 좋지만 사용자가 많아질수록 서버 메모리를 많이 차지하게 된다.
• 동시접속자 수가 많은 웹사이트인 경우 서버에 과부하를 주므로 성능 저하에 요인이 된다.
• 클라이언트가 request를 보내면, 해당 서버의 엔진이 클라이언트에게 유일한 ID를 부여하는데 이것이 세션 ID이다.

세션의 동작 방식

• 클라이언트가 서버에 접속시 세션 ID를 발급받는다.
• 클라이언트는 세션 ID에 대해 쿠키를 사용해 저장하고 갖고 있는다.
• 클라이언트는 서버에 요청할 때, 이 쿠키의 세션 ID를 같이 서버에 전달해서 요청한다.
• 서버는 세션 ID를 전달받아 별다른 작업없이 세션 ID로 세션에 있는 클라이언트 정보를 가져와서 사용한다.
• 클라이언트 정보를 갖고 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

• 로그인과 같이 보안 상 중요한 작업을 수행할 때 사용

4. 쿠키와 세션의 차이

• 쿠키와 세션은 비슷한 역할을 하며 동작원리도 비슷하다. 세션도 결국 쿠키를 사용하기 때문이다.
• 가장 큰 차이점은 사용자의 정보가 저장되는 위치이다. 쿠키는 서버 자원을 전혀 사용하지 않으며 세션은 서버의 자원을 사용한다.
• 보안 면에서 세션이 더 우수, 요청 속도는 쿠키가 더 빠르다. 세션은 서버의 처리가 필요하기 때문이다.
• 보안, 쿠키는 클라이언트 로컬에 저장되기 때문에 변질되거나 request에서 스니핑 당할 우려가 있어 보안에 취약하다. 세션은 쿠키를 이용해 sessionID만 저장하므로 그것으로 구분하여 서버에서 처리하기 때문에 보안성이 더 좋다.
• 라이프 사이클, 쿠키도 만료시간이 있으나 파일로 저장되기 때문에 브라우저를 종료해도 계속해서 정보가 남아 있을 수 있다. 또한 만료기간을 넉넉하게 잡으면 쿠키 삭제시까지 유지할 수 있다.
• 반면에 세션도 만료시간을 정할 수 있지만 브라우저가 종료되면 만료시간에 관계없이 삭제된다.
• 쿠키는 자체에 정보가 있기 때문에 서버에 요청시 속도가 빠르고 세션은 서버에 정보가 있기 때문에 처리가 요구되어 비교적 느린 속도를 가진다.

세션을 사용하면 좋은데 왜 쿠키를 사용하는가?

세션은 서버의 자원을 사용하기 때문에 무분별하게 만들다보면 서버의 메모리가 감당할 수 없어질 수 있고 속도가 느려질 수 있어 쿠키가 유리한 경우가 있다.

 

쿠키/세션은 캐시와 엄연히 다르다

• 캐시는 이미지나 css, js 파일등을 브라우저나 서버 앞 단에 저장해놓고 사용하는 것.
• 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 만료 시간을 명시하는 방법 등을 사용할 수 있다.
• 보통 쿠키와 세션의 차이를 물어볼 때 가장 중요한 것은 라이프사이클이다.

인증 방식으로서의 세션의 단점

세션은 사용자의 수만큼 서버 메모리를 차지한다. 그래서 사용자가 많아지면 별도의 처리 장치가 필요하다. 이런 문제들을 보완한 토큰 기반의 인증방식을 사용하는데 주로 JWT를 사용한다.