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brotli로 네트워크 페이로드 축소 및 압축

Michael DiBlasio

이 Codelab은 네트워크 페이로드 축소 및 압축 Codelab의 확장 프로그램이며 압축의 기본 개념에 익숙하다고 가정합니다. 이 Codelab에서는 gzip와 같은 다른 압축 알고리즘과 비교하여 Brotli 압축 (br)이 압축률과 앱의 전체 크기를 더 줄일 수 있는 방법을 살펴봅니다.

앱 스크린샷

측정

최적화를 추가하기 전에 먼저 애플리케이션의 현재 상태를 분석하는 것이 좋습니다.

Remix to Edit를 클릭하여 프로젝트를 수정할 수 있도록 합니다.
사이트를 미리 보려면 앱 보기를 누른 다음 전체 화면 을 누릅니다.

이전 네트워크 페이로드 축소 및 압축 Codelab에서는 main.js의 크기를 225KB에서 61.6KB로 줄였습니다. 이 Codelab에서는 Brotli 압축을 통해 이 번들 크기를 더 줄이는 방법을 알아봅니다.

Brotli 압축

Brotli는 gzip보다 더 나은 텍스트 압축 결과를 제공할 수 있는 최신 압축 알고리즘입니다. CertSimple에 따르면 Brotli 성능은 다음과 같습니다.

JavaScript용 gzip보다 14% 작음
HTML의 경우 gzip보다 21% 작음
gzip CSS보다 17% 작음

Brotli를 사용하려면 서버가 HTTPS를 지원해야 합니다. Brotli는 모든 최신 브라우저에서 지원됩니다. Brotli를 지원하는 브라우저는 Accept-Encoding 헤더에 br를 포함합니다.

Accept-Encoding: gzip, deflate, br

Chrome 개발자 도구 네트워크 탭의 Content-Encoding 필드(Command+Option+I 또는 Ctrl+Alt+I)를 사용하여 사용되는 압축 알고리즘을 확인할 수 있습니다.

Network 패널 Content-encoding 열에는 gzip 및 brotli (br)를 비롯한 다양한 애셋에 사용되는 인코딩이 표시됩니다.

Brotli 사용 설정 방법

Brotli로 인코딩된 리소스를 전송하도록 웹 서버를 설정하는 방법은 인코딩 방법에 따라 다릅니다. 요청 시 Brotli를 사용하여 리소스를 동적으로 압축하거나 (동적) 사용자가 요청할 때 이미 압축되도록 미리 인코딩할 수 있습니다 (정적).

동적 압축

동적 압축은 브라우저에서 요청하는 애셋을 즉시 압축하는 것을 의미합니다.

장점

애셋의 저장된 압축 버전을 만들고 업데이트할 필요가 없습니다.
즉시 압축은 동적으로 생성되는 웹페이지에 특히 효과적입니다.

단점

더 높은 수준에서 파일을 압축하여 더 나은 압축률을 달성하려면 시간이 더 오래 걸립니다. 이로 인해 사용자가 서버에서 애셋을 전송하기 전에 애셋이 압축되기를 기다리므로 성능이 저하될 수 있습니다.

Node 및 Express를 사용한 동적 압축

server.js 파일은 애플리케이션을 호스팅하는 Node 서버를 설정하는 역할을 합니다.

const express = require('express');
const app = express();
app.use(express.static('public'));

const listener = app.listen(process.env.PORT, function() {
  console.log(`Your app is listening on port ${listener.address().port}`);
});

이 모든 작업은 express를 가져오고 express.static 미들웨어를 사용하여 public/directory의 모든 정적 HTML, JS, CSS 파일을 로드하는 것입니다(이러한 파일은 빌드할 때마다 webpack에 의해 생성됨).

요청될 때마다 모든 애셋이 brotli를 사용하여 압축되도록 하려면 shrink-ray 모듈을 사용하면 됩니다. 먼저 package.json에 devDependency로 추가합니다.

"devDependencies": {
  // ...
  "shrink-ray": "^0.1.3"
},

그리고 이를 서버 파일 server.js로 가져옵니다.

const express = require('express');
const shrinkRay = require('shrink-ray');

express.static가 마운트되기 전에 미들웨어로 추가합니다.

// ...
const app = express();

// Compress all requests
app.use(shrinkRay());
app.use(express.static('public'));

이제 앱을 새로고침하고 Network 패널에서 번들 크기를 확인합니다.

이제 Content-Encoding 헤더에서 bz의 brotli가 적용된 것을 확인할 수 있습니다. main.bundle.js가 225KB에서 53.1KB로 줄어듭니다. 이는 gzip (61.6KB)보다 약 14% 작습니다.

참고: Brotli에는 0 (압축 없음)부터 9 (최대 압축)까지 11가지 품질 수준이 있습니다. 품질이 1이면 매우 빠르지만 효과가 떨어지는 반면, 품질 설정이 11이면 매우 느리지만 파일 크기가 크게 줄어듭니다. 품질 11로 기본 설정되는 표준 brotli 라이브러리와 달리 shrink-ray는 품질 4로 기본 설정되며, 이는 일반적으로 동적 콘텐츠에 더 적합합니다. options 매개변수를 shrinkRay([options])에 전달하여 brotli 알고리즘의 매개변수를 조정할 수 있습니다.

정적 압축

정적 압축의 개념은 애셋을 미리 압축하고 저장하는 것입니다.

장점

높은 압축 수준으로 인한 지연 시간은 더 이상 문제가 되지 않습니다. 이제 파일을 직접 가져올 수 있으므로 파일을 압축하기 위해 즉시 수행해야 하는 작업이 없습니다.

단점

애셋은 빌드할 때마다 압축해야 합니다. 높은 압축 수준을 사용하면 빌드 시간이 크게 늘어날 수 있습니다.

Node 및 Express와 webpack을 사용한 정적 압축

정적 압축은 파일을 미리 압축하는 작업이므로 빌드 단계의 일부로 애셋을 압축하도록 webpack 설정을 수정할 수 있습니다. 이를 위해 brotli-webpack-plugin를 사용할 수 있습니다.

먼저 package.json에 devDependency로 추가합니다.

"devDependencies": {
  // ...
 "brotli-webpack-plugin": "^1.1.0"
},

다른 webpack 플러그인과 마찬가지로 구성 파일 webpack.config.js에서 가져옵니다.

var path = require("path");

//...
var BrotliPlugin = require('brotli-webpack-plugin');

그리고 플러그인 배열 내에 포함합니다.

module.exports = {
  // ...
  plugins: [
    // ...
    new BrotliPlugin({
      asset: '[file].br',
      test: /\.(js)$/
    })
  ]
},

플러그인 배열은 다음 인수를 사용합니다.

asset: 대상 애셋 이름입니다.
[file]은 원본 애셋 파일 이름으로 대체됩니다.
test: 이 RegExp와 일치하는 모든 애셋 (즉, .js로 끝나는 JavaScript 애셋)이 처리됩니다.

예를 들어 main.js은 main.js.br로 이름이 바뀝니다.

앱이 새로고침되고 다시 빌드되면 이제 기본 번들의 압축 버전이 생성됩니다. Glitch 콘솔을 열어 Node 서버에서 제공하는 최종 public/ 디렉터리 내에 무엇이 있는지 살펴보세요.

도구 버튼을 클릭합니다.
콘솔 버튼을 클릭합니다.
콘솔에서 다음 명령어를 실행하여 public 디렉터리로 변경하고 모든 파일을 확인합니다.

cd public
ls -lh

이제 번들의 brotli 압축 버전인 main.bundle.js.br도 여기에 저장되며 main.bundle.js보다 크기가 약 76% 작습니다 (225KB 대 53KB).

그런 다음 원본 JS 버전이 요청될 때마다 이러한 brotli 압축 파일을 전송하도록 서버에 지시합니다. 이렇게 하려면 파일이 express.static로 제공되기 전에 server.js에서 새 경로를 정의하면 됩니다.

const express = require('express');
const app = express();

app.get('*.js', (req, res, next) => {
  req.url = req.url + '.br';
  res.set('Content-Encoding', 'br');
  res.set('Content-Type', 'application/javascript; charset=UTF-8');
  next();
});

app.use(express.static('public'));

app.get는 특정 엔드포인트에 대한 GET 요청에 응답하는 방법을 서버에 알리는 데 사용됩니다. 그런 다음 콜백 함수를 사용하여 이 요청을 처리하는 방법을 정의합니다. 경로는 다음과 같이 작동합니다.

'*.js'를 첫 번째 인수로 지정하면 JS 파일을 가져오기 위해 실행되는 모든 엔드포인트에서 작동합니다.
콜백 내에서 .br는 요청의 URL에 연결되고 Content-Encoding 응답 헤더는 br로 설정됩니다.
Content-Type 헤더는 application/javascript; charset=UTF-8로 설정되어 MIME 유형을 지정합니다.
마지막으로 next()는 시퀀스가 다음에 올 수 있는 콜백으로 계속되도록 합니다.

일부 브라우저는 brotli 압축을 지원하지 않을 수 있으므로 brotli 압축 파일을 반환하기 전에 Accept-Encoding 요청 헤더에 br가 포함되어 있는지 확인하여 brotli가 지원되는지 확인합니다.

const express = require('express');
const app = express();

app.get('*.js', (req, res, next) => {
  if (req.header('Accept-Encoding').includes('br')) {
    req.url = req.url + '.br';
    console.log(req.header('Accept-Encoding'));
    res.set('Content-Encoding', 'br');
    res.set('Content-Type', 'application/javascript; charset=UTF-8');
  }

  next();
});

app.use(express.static('public'));

앱이 새로고침되면 Network 패널을 다시 한번 살펴봅니다.

완료되었습니다. Brotli 압축을 사용하여 애셋을 추가로 압축했습니다.

결론

이 Codelab에서는 brotli를 사용하여 앱의 전체 크기를 더 줄이는 방법을 설명했습니다. 지원되는 경우 brotli는 gzip보다 더 강력한 압축 알고리즘입니다.

경고: 수동으로 구현하기 전에 CDN이 brotli를 지원하는지 확인하세요. 이 Codelab에 설명된 대로 brotli를 수동으로 구현해야 하지만 gzip와 같은 다른 압축 알고리즘에 대한 CDN 지원이 있는 경우 brotli의 이점과 구현에 필요한 노력을 비교해 보는 것이 좋습니다.