2016년 Google은 새로운 2가지 압축기술을 공개했다.
Zopfli 와 Brotli 이다.
오늘의 메인이 되는 주제는 Brotli이지만 그 전에 Zopfli에 대해서도 알아보면 좋겠다는 생각에 정리하였다.
Zopfli
기술이 발전하면서 파일 사이즈는 증가하고, 이에 네트워크 부담도 늘어나게 되었다. 압축기법도 발맞추어 발전하면서, 우리는 새로운 압축기법으로 네트워크 전송 부하를 줄여주고 있다.
7-zip, rare 등등 많은 압축 포맷이 존재하고 있다. 그러나 역시 우리가 제일 잘 알고 있는 것은 zip일 것이다.
많은 곳에서 사용하고 있으며 HTTP 전송에서도 사용하고 있다.
그러나 한계가 존재한다. 신형 포맷들보단 압축률이 현저히 떨어진다. 그래서 구글에서 만든 것이 Zopfli다. Zopfli은 기존 zip의 압축률을 향상시키는 알고리즘이다.
이름은 빵 이름인 Zopf에서 왔다고 한다.
Brotli
Zopfli는 기존 zip과의 호환성을 유지하기 위해 성능을 희생한 알고리즘이라고 한다. HTTP 압축과 같이 실시간성이 보장되어야 하는 환경에서는 좋지 않다.
이를 위해서 나온 알고리즘이 Brotli다.
이 방식은 기존의 압축포맷들과는 전혀 호환성이 없다.
무손실 압축기법으로 LZ77 알고리즘의 최신 변형 조합하였다고 한다. Gzip과 비교되는 압축기법의 하나로 장점은 Dictionary를 사용해서 전체 키워드가 아닌 키만 보낸다고 한다.
zip에서 사용되는 deflate와 꽤 연관이 있다고 하지만, 별도의 포맷이다. 또한 deflate보다 더 빠르면서도 압축률이 좋은 것이 특징이다. 압축률이 최대 20% 더 좋아진다고 한다.
즉, HTTP 압축과 같이 실시간성이 보장되어야 하는 환경에서는 deflate를 대체할만한 능력을 갖췄다.
이러한 특징이 있기 때문에 이미 Modern Browser에서는 사용되고 있다.
Can I Use - Brolti
HTTP 압축 시 기존 deflate, gzip에 비해 압축률이 향상되어 전송 시간이 줄어드는 것은 사실이다. 하지만, 최대 20%까지 향상될 수도 있을 뿐 그 이상의 효율을 기대할 수는 없다. 또한, 전송시간만 줄어드는 것일 뿐 그 외의 분야에는 영향이 없다.
웹에서 제공하는 2가지 방법으로는 웹서버에서 제공하는 방법과 CDN에서 활성화하는 방법이 있다.
CDN으로 활성화하는 방법은 하단에 AWS CloudFront에서 설정하는 방법으로 추가하였다.
이름은 빵 이름인 Brot에서 왔다고 한다.
Brotli vs Gzip
이미 우리는 Gzip이라는 알고리즘에 대해서 알고 있다.
Gzip과 Brotli를 비교하는 많은 사이트가 있는데 그 중 certsimple에 따르면,
- Gzip보다 Brotli가 JS 파일을 14% 더 작게 압축한다.
- Gzip보다 Brotli가 HTML 파일을 21% 더 작게 압축한다.
- Gzip보다 Brotli가 CSS 파일을 17% 더 작게 압축한다.
Brotli가 전체적으로 압축률이 높았다.
Image에서는 이미 압축되어 있어 Brotli를 사용하게 되면 사이즈가 더 커진다고 한다.
이렇게 더 압축되면, 전송되는 바이트의 수가 적어지게 되며, 페이지 로드 속도는 올라가고 CDN 비용도 절감된다.
CloudFront에서 Brotli 사용하기
지난 2020년 9월 15일 AWS CloudFront에서 Brotli를 지원한다고 나왔다.
Gzip보다 더 뛰어난 압축률로 비손실 압축을 사용하여 AWS에서도 사용할 수 있게 된 것이다.
간단하게 CloudFront를 설정하여 Brotli를 사용해보자.
1. 설정으로 들어가기
만들어진 CloudFront에서 Behaviors 탭에서 설정할 항목을 선택하고 Edit으로 들어간다.
CloudFront 설정법은 다른 곳을 참고하시길 바랍니다.
2. Cache Policy 설정
중간에 위치한 Cache Policy 항목에서 Managed-CachingOptimized 를 선택하게 되면 Gzip과 Brolti를 둘 다 제공하게 된다.
자신만의 Policy를 만들어서 설정하셔도 됩니다.
Managed-CachingOptimized 설정 시 Gzip과 Brolti 지원
3. Compress Objects Automatically 설정
Cache Policy를 설정하여도 Compress Objects Automatically 설정을 Yes로 해주지 않으면 정상 작동하지 않습니다.
결과물
초기 사진을 보게 되면 사이즈부터 1.2MB인 것을 확인할 수 있다. 한 파일을 내려받는데 233ms로 아주 느리지 않다고 생각할 수 있지만 압축된 모습을 보게 되면 느리다고 생각할 수 있다.
위의 사진은 AWS CloudFront에서 Brotli 압축설정을 한 후이다. 두 개의 파일이 같다는 것은 이름을 참고하면 된다.
위의 1.2MB였던 파일 사이즈는 128kb가 되었으며 내려받는 시간은 60ms로 약 2.5배 빨라졌다.
마지막으로 파일의 Request Headers에서 contents-encoding: br로 Brotli가 적용된 것을 볼 수 있다.
마무리
작성하면서 들었던 생각은 크게 와닿지 않다는 것이었다. 2016년 발표가 되었지만 많은 글을 보지 못하였고, AWS조차 2020년 9월이 되어서야 지원하기 시작했다. 또한, Gzip과 큰 차이를 느끼지 못했기 때문인 것 같다.
Gzip을 사용하게 되면 위의 파일이 164kb로 큰 차이 나보이지만 내려받는데 61ms로 1ms 차이밖에 나지 않았다.
새로운 알고리즘으로 압축률은 눈에 띄게 좋아졌지만, 현재의 네트워크에서는 큰 차이를 느끼지 못했다. 그러나 추후 HTML, JS, CSS의 파일이 더욱 커지게 된다면 압축되는 크기의 차이는 더 벌어지게 되고 속도에 영향을 많이 미칠 것으로 기대하고 있다.
