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HTTP Connection 성능 향상 기술 : 병렬(Parallel)/지속(Persistent) Connection

2020-03-30
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HTTP

이 글의 개념 및 코드들은 책을 읽으며 정리한 내용을 바탕으로 작성하였습니다.

병렬(Parallel) Connection

  • 여러 개의 TCP Connection을 통한 동시 HTTP 요청을 한다.

  • HTTP는 클라이언트가 여러 개의 Connection을 맺음으로써

  • 여러개의 HTTP 트랜잭션을 병렬로 처리할 수 있게 한다.

  • 위 사진은

  • 4개의 이미지를

  • 각 TCP Connection에서 병렬로 내려받고 있는 상태를 나타내는 이미지이다.

병렬 Connection 장점

  1. 각 Connection의 지연 시간을 겹치게 하면 총 지연 시간을 줄일 수 있다.

  2. 클라이언트의 인터넷 대역폭을
    한 개의 Connection이 다 사용하지 않는다면
    나머지 요청을 내려받는 데 남은 대역폭을 사용할 수 있다.

Example

  • 상황 : HTML을 그리는데 3개의 이미지가 필요하다.

  1. Connection-1 로 HTML 페이지를 먼저 내려받는다.

  2. 3개의 트랜잭션이 각각 별도의 Connection에서 동시에 처리된다.

  • 이미지들을 병렬로 내려받기 때문에

  • Connection 지연이 겹쳐지고 총 지연시간이 줄어든다.

총 지연시간

Connection 생성 시간 : 1초
처리 시간 : 1초
Connection 끊는 시간 : 1초

  • 위와 같은 상황에서

  • 만약 순차적으로 Connection을 맺는다면

  • 3번의 요청이 필요하므로 총 9초가 필요하다.

  • 하지만 병렬로 하게 되면 3초만에 원하는 요청이 끝나게 된다.

  • (지연시간이라는 개념에 대한 이해의 편의를 위한 예시이므로 100% 정확한 설명은 아닐 수 있다.)

병렬 Connection의 단점

  1. 각 트랜잭션마다 새로운 Connection을 맺고 끊기 때문에 시간과 대역폭이 소요

  2. 각 새로운 Connection은 TCP의 슬로우 스타트(Slow Start) 로 인한 성능 저하

  3. 실제로 연결할 수 있는 병렬 Connection의 수는 유한정

벙렬 Connection의 현실

  1. 브라우저는 실제로 병렬 Connection을 적은 수로만 사용한다.

  2. 다수의 Connection은 메모리를 많이 소모하고 성능 문제를 야기한다.

  3. 네트워크 대역폭이 좁다면
    병렬 Connection을 순차적 Connection처럼 사용하기 때문에
    사실상 병렬 Connection의 성능상의 장점은 거의 없어질 수 있다.

지속(Persistent) Connection

  • Connection을 맺고 끊는 데서 발생하는 지연을 제거하기 위해

  • 처리가 완료된 후 연결을 끊지 않고 계속 연결된 상태의 Connection을 유지시킨다.

  • 그로인해 해당 서버는 이미 맺어져 있는 지속 Connection을 재사용함으로써 다음과 같은 이점을 누리게 된다.

  1. Connection을 맺기 위한 준비작업 시간 절약

  2. 이미 맺어져 있는 Connection은
    TCP의 슬로우 스타트(Slow Start)으로 인한 지연을 피함으로써 더 빠른 데이터 전송 가능

지속 Connection 종류

  • HTTP/1.0+ : Keep-Alive Connection

  • HTTP/1.1 : 지속 Connection

  • 2가지 개념은 각 글을 참고하자.

병렬 vs 지속 Connection

  • 지속 Connection은 병렬 Connection에 비해 몇 가지 장점이 있다.

  1. Connection 수 감소

  2. 튜닝된 Connection을 유지

  3. Connection을 맺기 위한 사전 작업과 지연 시간 단축

튜닝된 Connection이란?

  • 슬로우 스타트(Slow Start) 과정을 겪으면서

  • 한 번에 다수의 패킷을 전송할 수 있는 권한을 얻은 상태의 Connection을 뜻한다.

  • 그렇다면 무조건적으로 지속 Connection이 좋을까?

  • 그렇지 않다.

  • 지속 Connection만 사용하게 되면

  • 계속 연결된 상태로 있는 수많은 Connection이 쌓이게 된다.

  • 이는 로컬의 리소스 / 클라이언트와 서버의 리소스에 불필요한 소모를 발생시킨다.

  • 그렇기 때문에

  • 지속 Connection과 병렬 Connection을 함께 사용할 때 가장 효과적이다.

  • 실제로 많은 애플리케이션은 적은 수의 병렬 Connection만을 맺고 그것을 유지한다.

Reference

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