웹하드 대용량 파일 다운로드 성능 개선 보고서

by Nuuthang 33

1. 상황 개요,

현재 상태: 웹하드 시스템에서 3GB와 같은 대용량 파일은 업로드는 정상적으로 작동하지만, 다운로드 시 로딩이 오래 걸리거나 프록시 에러가 발생합니다.
배경 정보: 파일 시스템은 Django 기반 웹하드가 Nginx와 Apache를 통해 프록시되는 구조로 되어 있습니다.
주요 특징: 소용량 파일은 정상적으로 다운로드되지만 대용량 파일에서만 문제가 발생합니다.
예상과 실제: 모든 크기의 파일이 원활하게 다운로드되길 기대했으나, 실제로는 대용량 파일에서 시간 초과와 프록시 오류가 발생하고 있습니다.

2. 분석 및 관찰

주요 요인:
메모리 부족: 전체 파일을 메모리에 로드하는 방식
시간 제한: 기본 프록시 타임아웃 설정 부족
버퍼 설정: 대용량 파일 처리에 최적화되지 않은 버퍼 크기
쉬운 설명: 현재 시스템은 파일을 내려받을 때 전체 파일을 한 번에 메모리에 올려 전송하려고 시도하는데, 이는 마치 커다란 짐을 한 번에 옮기려고 하는 것과 같습니다.
일상 비유: 3GB 파일을 한 번에 메모리에 로드하는 것은 작은 화물차로 대형 가구를 한 번에 옮기려는 것과 같습니다. 여러 번 나누어 운반하는 것이 효율적입니다.

3. 조치 사항 및 권장 사항

항목 1: Django 파일 스트리밍 최적화

무엇을: 파일 전체를 메모리에 로드하는 방식에서 청크(chunk) 단위로 스트리밍하는 방식으로 변경
왜: 메모리 사용량을 줄이고 대용량 파일 전송 시 안정성 향상
어떻게: StreamingHttpResponse 사용 및 적절한 청크 사이즈 설정
예시:

def file_iterator(file_path, chunk_size=8192):
    with open(file_path, 'rb') as f:
        while True:
            chunk = f.read(chunk_size)
            if not chunk:
                break
            yield chunk

# 대용량 파일은 청크 단위로 스트리밍
response = StreamingHttpResponse(
    file_iterator(file_path, chunk_size=4*1024*1024),  # 4MB 청크
    content_type=content_type
)

기대 효과: 메모리 사용량 감소, 다운로드 시간 단축, 프록시 오류 해소

항목 2: Nginx 타임아웃 설정 증가

무엇을: Nginx의 프록시 타임아웃 값 증가
왜: 대용량 파일 전송에는 기본 설정보다 긴 시간이 필요함
어떻게: Nginx 설정 파일의 타임아웃 값을 충분히 높게 설정
예시:

proxy_connect_timeout 18000;  # 5시간
proxy_send_timeout    18000;  # 5시간
proxy_read_timeout    18000;  # 5시간

기대 효과: 시간 초과로 인한 다운로드 중단 방지

항목 3: 버퍼 최적화 설정

무엇을: Nginx와 Apache의 버퍼 크기와 관련 설정 최적화
왜: 대용량 데이터를 효율적으로 처리하기 위해 적절한 버퍼 크기 필요
어떻게: 버퍼 크기 증가 및 대용량 파일 처리 관련 설정 최적화
예시:

# Nginx 설정
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 128k;
proxy_buffers 100 128k;
proxy_busy_buffers_size 256k;

# Apache 설정
EnableSendfile On
XSendFile On
XSendFilePath /path to media

기대 효과: 데이터 처리 효율성 증가 및 다운로드 속도 향상

4. 핵심 개념 설명

개념 1: 스트리밍 응답
쉬운 정의: 전체 파일을 한 번에 보내지 않고 작은 조각으로 나누어 순차적으로 전송하는 방법
일상 비유: 물 한 통을 한 번에 붓는 대신, 컵으로 여러 번 나누어 붓는 것과 같습니다.
중요성: 메모리 사용량을 크게 줄이고 서버 안정성을 높일 수 있습니다.
개념 2: 프록시 타임아웃
쉬운 정의: 서버가 응답을 기다리는 최대 시간 제한
일상 비유: 음식점에서 주문 후 음식이 나오기를 기다리는 최대 시간과 같습니다.
중요성: 타임아웃이 너무 짧으면 대용량 파일 전송이 중간에 끊길 수 있습니다.
개념 3: 버퍼링
쉬운 정의: 데이터를 임시로 저장하여 효율적으로 처리하는 방법
일상 비유: 물을 한 번에 컵에 따르기 전에 주전자에 미리 담아두는 것과 같습니다.
중요성: 적절한 버퍼 크기는 데이터 처리 속도와 메모리 사용량의 균형을 맞추는 데 중요합니다.

5. 시사점 및 제안

주요 시사점: 대용량 파일 처리는 일반적인 웹 트래픽과 다른 접근 방식이 필요합니다.
향후 고려사항: 파일 크기에 따라 다른 다운로드 방식을 적용하는 것이 효율적일 수 있습니다.
추천 자료:
Nginx 공식 문서의 대용량 파일 전송 가이드
Django 문서의 StreamingHttpResponse 설명
Apache 모듈 XSendFile 문서

6. 요약

웹하드에서 3GB와 같은 대용량 파일 다운로드 시 발생하는 문제는 파일 전체를 메모리에 로드하는 방식, 짧은 타임아웃 설정, 그리고 최적화되지 않은 버퍼 설정이 원인입니다. 이를 해결하기 위해 청크 단위 스트리밍 방식으로 변경하고, 타임아웃 값을 늘리며, 버퍼 설정을 최적화하는 것이 필요합니다. 이러한 변경으로 메모리 사용량 감소와 다운로드 안정성 향상을 기대할 수 있습니다.

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