다중 서버 환경에서 세션을 관리하는 방법

세션(Session)이란?

세션(Session)은 클라이언트와 웹서버 간 네트워크 연결이 지속 유지되고 있는 상태를 말한다. 즉, 사용자가 브라우저를 열어 서버에 접속한 뒤 접속을 종료할 때까지의 시점을 말한다. HTTP 프로토콜은 비접속형 프로토콜이므로, 매 접속마다 새로운 네트워크 연결이 이루어지는데 세션이 연결 유지를 가능하게 한다.

클라이언트가 웹서버에 Request를 보내면 해당 서버의 엔진이 클라이언트에게 유일한 ID를 부여하는데, 이를 세션ID라고 한다. 세션ID는 임시로 저장하여 페이지 이동 시 이용하거나, 클라이언트가 재접속 했을 때 클라이언트를 유일하게 구분하는 수단이 된다. 정보들이 서버단에 저장되기 때문에 보안 면에서 쿠키보다 우수하다.

 

다중 서버 환경에서 세션을 관리하는 방법

• Sticky Session
• Session Clustering
• Inmemory DB를 이용한 세션 storage

1. Stickey Session

Stickey Session은 말 그대로 고정된 세션을 의미한다. Load Balance가 기본적으로 라운드 로빈 방식으로 트래픽을 분산하며, 이 Stickey Session의 핵심은 로드 밸런스가 얼마나 오랫동안 동일한 인스턴스로 사용자 요청을 일관되게 라우팅 하도록 하느냐 이다.
즉, 특정 사용자가 접속을 시도했을 때 처음 접속된 서버로 계속해서 접속되도록 트래픽을 처리하는 방식이다.

예를들어, User1이 1번부터 3번까지의 서버 중 1번 서버에 세션을 생성하였다면, 이후에 User1이 보내는 모든 요청은 Load Balancer에 의해 리다이렉트되어 1번 서버로만 보내지게 된다. 이를 위해 로드 밸런서는 요청을 받으면 가장 먼저 요청에 쿠키가 존재하는지 확인하고, 쿠키가 있다면 지정된 서버로 전송된다. 쿠키가 없는경우 기존 로드밸런싱 알고리즘 기반으로 서버를 선정한다.

Stickey Session 방식을 이용하면 사용자는 세션이 유지되는 동안 동일한 서버만을 사용하기 때문에 정합성 이슈에서 자유로워질 수 있다. 하지만 고정된 세션을 사용한다는 것은 특정 서버에 트래픽이 집중될 위험이 있기 때문에 자신의 서버에 트래픽이 집중되어있더라도 다른 서버를 사용할 수 없다. 또한 하나의 서버에 장애가 발생한다면 해당 서버를 사용하는 사용자들은 세션 정보를 잃게 되어 가용성이 떨어진다.

 

2. 세션 클러스터링 (Session Clustering)

Stickey Session을 이용하면 정합성 이슈를 해결할 수 있지만 가용성과 트래픽 분산을 완벽히 확보할 수 없다. Session Clustering은 정합성 이슈를 해결하면서 가용성과 트래픽 분산까지 확보 할 수 있는 세션 관리 방식이다.

Clustering이란 여러 대의 컴퓨터들이 하나의 시스템처럼 동작하도록 만드는 것이다. Session Clustering은 WAS가 2대 이상 설치 형태일 때 동일한 세션으로 관리하는 것을 의미한다.

세션을 복제하면 유저가 이후에 어떤 서버에 접속하더라도 데이터가 세션에 복제되어 있으므로 정합성 이슈가 해결된다. 하지만 모든 서버가 동일한 세션 객체를 가져야하기 때문에 많은 메모리가 필요하다. 또한 세션 저장소에 저장될 때마다 모든 서버에 입력해야 하므로 트래픽 증가로 인해 서버수가 증가할 때 성능 저하가 발생하게 된다. 이보다 가장 치명적인 단점은 여러 대의 서버로 하나의 서비스를 위해 사용함으로써 데이터 불일치가 잠재적으로 발생할 수 있다. Session Clustering은 가용성과 트래픽 분산을 이용할 수 있지만 세션 저장소를 저장할 때마다 성능적 한계가 명확하다.

 

3. 세션 스토리지 분리(Inmemory DB)

세션 스토리지 분리란 기존 서버가 갖고있는 세션 저장소를 이용하는 것이 아니라, 별도의 세션 저장소를 사용하여 세션 스토리지를 분리하는 것이다. Inmemory DB란 데이터 스토리지의 메인 메모리에 설치되어 운영되는 방식의 데이터베이스 시스템이다. 메모리 접근이 디스크 접근보다 빠르며 데이터를 조회할 때 검색 시간이 줄어든다. 대표적으로 Redis와 Memcached가 있다.

위와 같이 세션 스토리지가 분리되면 서버가 아무리 늘어난다고 할 지라도 세션 스토리지에 대한 정보만 각각의 서버에 입력해주면 세션을 공유할 수 있게된다. 이러한 방식을 사용한다면 트래픽이 비정상적으로 몰리는 현상을 고려하지 않아도 되고, 서버 하나가 장애가 발생하더라도 별도의 세션 저장소가 존재하기 때문에 가용성을 확보할 수 있다. 뿐만 아니라 여러 대의 서버가 하나의 세션을 이용하기 때문에 개별적으로 갖고있던 로컬 세션 저장소의 데이터 불일치가 발생하지 않는다. 단, 하나의 세션 저장소를 운영하는 것은 해당 세션 저장소에 장애가 발생하면 모든 세션이 이용 불가하기 때문에 복제를 구성하는 것이 좋다.

 

 

메모

1. 공통점 : 웹 통신간 유지하려는 정보(ex:로그인 정보 등)를 저장하기 위해 사용하는 것(?) 2. 차이점 : 저장위치, 저장형식, 용량제한, 만료시점 등 (해당 포스트 하단에 '표'로 정리됨)                쿠키 : 개인 PC에 저장됨.                세션 : 접속중인 웹 서버에 저장됨. * 위 내용 관련하여 조금 더 자세한 내용은 아래 "내용" 참고하세요~

 

내용

와 세션을 사용하는 이유 HTTP 프로토콜의 특징이자 약점을 보완하기 위해서 사용된다. Connectionless 프로토콜 (비연결지향) HTTP 1.1 버전에서 연결을 유지하고, 재활용 하는 기능이 Default 로 추가되었다. (keep-alive 값으로 변경 가능) 클라이언트가 서버에 요청(Request)을 했을 때, 그 요청에 맞는 응답(Response)을 보낸 후 연결을 끊는 처리방식이다. Stateless 프로토콜 (상태정보 유지 안함)클라이언트와 첫번째 통신에서 데이터를 주고 받았다 해도, 두번째 통신에서 이전 데이터를 유지하지 않는다. 클라이언트의 상태 정보를 가지지 않는 서버 처리 방식이다. But, 실제로는 데이터 유지가 필요한 경우가 많다. 서버와 클라이언트가 통신을 할 때 통신이 연속적으로 이어지지 않고 한 번 통신이 되면 끊어진다. 따라서 서버는 클라이언트가 누구인지 계속 인증을 해줘야 한다. 하지만 그것은 매우 귀찮고 번거로운 일이다.  또한 웹페이지의 로딩을 느리게 만드는 요인이 되기도 한다. 그런 번거로움을 해결하는 방법이 바로 쿠키와 세션이다. 정리하면, 클라이언트와 정보 유지를 하기 위해 사용하는 것이 쿠키와 세션이다. Q. 세션을 쓰면되는데 굳이 쿠키를 사용하는 이유? A. 세션이 쿠키에 비해 보안도 높은 편이나 쿠키를 사용하는 이유는 세션은 서버에 저장되고, 서버자원을 사용하기 때문에 사용자가 많을 경우 소모되는 자원이 상당하다. 이러한 자원관리 차원에서 쿠키와 세션을 적절한 요소 및 기능에 병행 사용하여, 서버 자원의 낭비를 방지하며 웹사이트의 속도를 높일 수 있다. 쿠키(Cookie) HTTP의 일종으로 사용자가 어떠한 웹 사이트를 방문할 경우, 그 사이트가 사용하고 있는 서버에서 사용자의 컴퓨터에 저장하는 작은 기록 정보 파일이다. HTTP에서 클라이언트의 상태 정보를 클라이언트의 PC에 저장하였다가 필요시 정보를 참조하거나 재사용할 수 있다. 쿠키 특징 이름, 값, 만료일(저장 기간 설정), 경로 정보로 구성되어 있다. 클라이언트에 총 300개의 쿠키를 저장할 수 있다. 하나의 도메인 당 20개의 쿠키를 가질 수 있다 하나의 쿠키는 4KB(=4096byte)까지 저장 가능하다. 쿠키의 동작 순서 클라이언트가 페이지를 요청한다. (사용자가 웹사이트 접근) 웹 서버는 쿠키를 생성한다. 생성한 쿠키에 정보를 담아 HTTP 화면을 돌려줄 때, 같이 클라이언트에게 돌려준다. 넘겨 받은 쿠키는 클라이언트가 가지고 있다가(로컬 PC에 저장) 다시 서버에 요청할 때 요청과 함께 쿠키를 전송한다. 동일 사이트 재방문시 클라이언트의 PC에 해당 쿠키가 있는 경우, 요청 페이지와 함께 쿠키를 전송한다. 사용 예시 방문했던 사이트에 다시 방문 하였을 때 아이디와 비밀번호 자동 입력 팝업창을 통해 "오늘 이 창을 다시 보지 않기" 체크 세션(Session) 일정 시간동안 같은 사용자(브라우저)로부터 들어오는 일련의 요구를 하나의 상태로 보고, 그 상태를 일정하게 유지시키는 기술이다. 여기서 일정 시간은 방문자가 웹 브라우저를 통해 웹 서버에 접속한 시점으로부터 웹 브라우저를 종료하여 연결을 끝내는 시점을 말한다. 즉, 방문자가 웹 서버에 접속해 있는 상태를 하나의 단위로 보고 그것을 세션이라고 한다. 세션 특징 웹 서버에 웹 컨테이너의 상태를 유지하기 위한 정보를 저장한다. 웹 서버의 저장되는 쿠키(=세션 쿠키) 브라우저를 닫거나, 서버에서 세션을 삭제했을때만 삭제가 되므로, 쿠키보다 비교적 보안이 좋다. 저장 데이터에 제한이 없다.(서버 용량이 허용하는 한...) 각 클라이언트 고유 Session ID를 부여한다. Session ID로 클라이언트를 구분하여 각 클라이언트 요구에 맞는 서비스 제공 세션의 동작 순서 클라이언트가 페이지를 요청한다. (사용자가 웹사이트 접근) 서버는 접근한 클라이언트의 Request-Header 필드인 Cookie를 확인하여, 클라이언트가 해당 session-id를 보냈는지 확인한다. session-id가 존재하지 않는다면, 서버는 session-id를 생성해 클라이언트에게 돌려준다. 서버에서 클라이언트로 돌려준 session-id를 쿠키를 사용해 서버에 저장한다. 쿠키 이름 : JSESSIONID 클라이언트는 재접속 시, 이 쿠키(JSESSIONID)를 이용하여 session-id 값을 서버에 전달 사용 예시 화면이 이동해도 로그인이 풀리지 않고 로그아웃하기 전까지 유지

쿠키와 세션 차이

	쿠키(Cookie)	세션(Session)
저장위치	클라이언트(=접속자PC)	웹서버
저장형식	text	Object
만료시점	쿠키 저장시 설정(브라우저가 종료되도, 만료시점이 지나지 않으면 자동 삭제되지 않음)	브라우저 종료시 삭제 (기간 지정가능)
사용하는 자원(리소스)	클라이언트 리소스	웹 서버 리소스
용량제한	총300개 하나의 도메인당 20개 하나의 쿠키당 4KB(=4096byte)	서버가 허용하는 한 용량제한 없음
속도	세션보다 빠름	쿠키보다 느림
보안	세션보다 안 좋음	쿠키보다 좋은