WebSocket to dwukierunkowy protokół komunikacyjny, który wykorzystuje pojedyncze połączenie TCP do wysyłania/odbierania danych.
Z technicznego punktu widzenia WebSocket zapewnia komunikację w pełnym dupleksie między serwerem a klientem, co umożliwia przesyłanie danych w czasie rzeczywistym. Na początek jest podobny do HTTP, ale ma więcej zalet i inny przypadek użycia.
Podobnie jak wpisujesz http:// lub https:// w pasku adresu przeglądarki, aby połączyć się ze stroną internetową, WebSocket wykorzystuje inny schemat, tj. ws: lub wss: – jednak nie możesz go użyć w polu adresu przeglądarki .
Jeśli jesteś użytkownikiem korzystającym z aplikacji lub usługi za pośrednictwem przeglądarki, nie możesz odróżnić i nie musisz.
Ale warto wiedzieć więcej o WebSocket, jeśli jesteś programistą. Tutaj przedstawiam kilka podstawowych zasad, wraz z zalecanymi serwerami WebSocket, z których możesz korzystać.
Spis treści:
WebSocket a HTTP
Przed eksploracją WebSocket ważne jest, aby poznać różnice między nim a HTTP.
Komunikacja dwukierunkowaKomunikacja jednokierunkowaSerwer nie musi czekać na żądanie klienta wysłania danych po nawiązaniu połączenia.Serwer musi czekać na żądanie klienta, co oznacza, że musi być nawiązanych wiele połączeń.Przydatne w przypadku aplikacji internetowych działających w czasie rzeczywistym, aplikacji czatu lub gry.Wszystko, co nie wymaga połączeń dwukierunkowych.Połączenie kończy się tylko wtedy, gdy zamyka je klient lub serwer.Połączenie jest zamykane po każdym żądaniu lub odpowiedzi ze strony klienta/serwera. Przykłady: gry wieloosobowe, aplikacje do obsługi wiadomości, baza danych giełdowychPrzykłady: wyszukiwarka Google, media społecznościowe i powiadomienia przeglądarki.WebSocket a HTTP
Jak działa serwer WebSocket?
Serwer WebSocket nasłuchuje na porcie serwera TCP.
Serwer bierze udział w nawiązywaniu połączeń. Aby to osiągnąć, oto co robi:
- Interpretuje prośby klientów.
- Odesłanie odpowiedzi z serwera do klienta.
- Śledź klientów.
- Odczytanie zamaskowanych danych (zaszyfrowanych) wysłanych przez klienta i ich demaskowanie.
Możesz przejrzeć oficjalną dokumentację Mozilli, aby zrozumieć, jak tworzyć/pisać serwery WebSocket.
Jak działa połączenie z serwerem WebSocket?
Skoro znasz już protokół WebSocket i jego serwer, jak to wszystko działa?
Aby zainicjować połączenie WebSocket, wymagane jest połączenie HTTP.
HTTP uruchamia magię, nawet jeśli nie jest bohaterem tej historii. Ogólnie rzecz biorąc, cały techniczny żargon można podsumować w trzech krokach:
- Klient wysyła do serwera połączenie HTTP z odpowiednimi nagłówkami, które żądają uaktualnienia protokołu.
- Gdy to nastąpi, serwer odpowiada, że przełącza się na protokół WebSocket.
- Następnie klient sprawdza, czy połączenie zostało uaktualnione i przygotowuje się do rozpoczęcia transmisji danych.
Jeśli chcesz zagłębić się w jego działanie, model zabezpieczeń, wymagania klienta/serwera i nie tylko, zapoznaj się z dokumentem dotyczącym Internet Standards Track, aby dowiedzieć się więcej.
Dlaczego gniazda WebSockets są preferowane do połączeń w czasie rzeczywistym?
WebSockets powstało z powodu ograniczeń HTTP.
Połączenia HTTP są jednokierunkowe, tzn. przed kolejnym uruchomieniem musisz poczekać na zakończenie żądania.
Istnieje obejście tego problemu zwane długim sondowaniem, ale powoduje, że żądanie HTTP ma długi limit czasu. Serwer używa długiego limitu czasu, aby czekać i przesyłać dane bez nowego żądania HTTP.
Jednak wiąże się to z zasobami serwera nawet wtedy, gdy nie następuje transfer danych.
Połączenia w czasie rzeczywistym nie mogą sobie pozwolić na czas oczekiwania. Dane muszą płynąć z serwera w sposób ciągły, aby spełnić wymagania klienta.
WebSockets zapewniają połączenie w pełnym dupleksie, które pozostaje aktywne, dopóki serwer/klient nie zerwie połączenia.
Otrzymujesz więc niezawodność i dwukierunkową komunikację, która umożliwia budowanie aplikacji czasu rzeczywistego.
Jeśli chcesz mieć te same korzyści przy tworzeniu swoich aplikacji, oto kilka doskonałych opcji serwera WebSocker:
Soketi
Soketi to proste, bezpłatne rozwiązanie typu open source, które pozwala skupić się na architekturze serwerów. Ma być szybkim serwerem WebSocket kompatybilnym z Pusher, oferując jednocześnie wbudowane zarządzanie aplikacjami.
Zapewnia również bezserwerową ofertę WebSocket, którą można wdrożyć dla pracowników Cloudflare. Pisząc to, było to w fazie otwartej wersji beta.
Jeśli chcesz wdrożyć serwer WebSocket z maksymalnym dostosowaniem na swoim serwerze, Soketi jest doskonałym wyborem.
Niestety nie oferuje żadnego rozwiązania lokalnego ani zarządzanego.
Gniazdo.io
Socket.IO to kolejny projekt typu open source, który zapewnia niskonakładowy kanał komunikacji między serwerem a klientem.
Obsługuje powrót do długiego odpytywania HTTP w przypadku utraty połączenia i spróbuje automatycznie połączyć się ponownie.
Ponadto jest kompatybilny z Deno, nowoczesnym środowiskiem wykonawczym dla JavaScript i TypeScript wbudowanym w Rust.
Niezwykle popularny serwer WebSocket, z którego możesz korzystać za darmo na swoim serwerze. Możesz zapoznać się z oficjalną dokumentacją, aby dowiedzieć się więcej, ponieważ nie oferuje ona usługi wdrażania lokalnego.
Gniazdo na ciasto
Jeśli szukasz rozwiązania WebSocket dla swojego przedsiębiorstwa lub firmy i nie masz nic przeciwko płaceniu, Pie Socket jest doskonałą opcją.
Pie Socket to oferta premium, a firmy takie jak RedHat i Akamai korzystają z niektórych usług.
Oferuje również WebSocket API dla urządzeń mobilnych, stacjonarnych i IoT. Możesz wybrać preferowany region serwera, uzyskać wsparcie w zakresie łańcucha bloków i priorytetyzować obsługę klienta, aby pomóc Twojej firmie.
Pie Socket zapewnia 14-dniowy okres próbny (bez karty kredytowej), aby go przetestować.
Klaster gniazd
Socket Cluster to interesujący zestaw narzędzi, który można również wdrożyć na Kubernetes.
Obsługuje uwierzytelnianie JWT, umożliwia monitorowanie i ograniczanie strumieni danych oraz pomaga zapobiegać wyciekom pamięci. SocketCluster wspomina również, że kolejność wiadomości nie zostanie zakłócona i można ją łatwo wdrożyć i skalować.
ws
ws to biblioteka Node.js WebSocket, która jest prosta w użyciu i ma szybką implementację klient/serwer.
Jest to niezwykle popularny klient i serwer WebSocket dla aplikacji Node.js, które obsługują wiele funkcji. Kolejny darmowy projekt o otwartym kodzie źródłowym, z którego możesz korzystać zgodnie ze swoimi wymaganiami.
Kowboj
Cowboy to prosty, szybki serwer HTTP z obsługą WebSocket, zbudowany z kodu Erlang.
Tylko dlatego, że używa Erlanga, jest z natury cenny przy tworzeniu aplikacji czasu rzeczywistego wymagających wysokiej dostępności. Na przykład można spróbować wykorzystać go do systemów bankowych i e-commerce.
Gniazdo
Sockette to lekkie opakowanie wokół WebSocket, które umożliwia automatyczne ponowne nawiązywanie połączenia w przypadku utraty połączenia.
Niestety projekt nie jest już aktywnie utrzymywany. Możesz jednak wypróbować go w swoim przypadku użycia.
Gniazdo sieciowed
Websocketd to narzędzie wiersza poleceń, które pomaga zapakować istniejący program wiersza poleceń i umożliwić mu dostęp za pośrednictwem WebSocket.
Powinno być pomocne łatwe budowanie aplikacji obsługujących WebSocket.
Podobnie jak w poprzednim projekcie, nie jest już aktywnie rozwijany. Możesz jednak wypróbować go w swoich przypadkach użycia. Zapoznaj się z jego stroną GitHub, aby dowiedzieć się więcej.
Serwer NetCore
Jak sama nazwa wskazuje, NetCoreServer to biblioteka .NET Core (zbudowana z C#) obsługująca protokoły HTTP (S), WebSocket i inne protokoły połączeń.
Obsługuje również integrację protokołu komunikatów z Fast Binary Encoding, zapewniając, że asynchroniczny serwer gniazd jest ultraszybki i ma małe opóźnienia.
Możesz zapoznać się z jego stroną GitHub i dokumentacją, aby dowiedzieć się więcej.
Serwer do obsługi połączeń WebSocket jest koniecznością
Chociaż możesz wybrać dowolne serwery WebSocket i wdrożyć je zgodnie z własnymi wymaganiami, większość z nich wykorzystuje mechanizm odwrotnego proxy, aby zminimalizować obciążenie serwera i zapewnić jego maksymalną responsywność.
Miliony użytkowników wchodzą w interakcję z usługami korzystającymi z protokołu WebSocket. Począwszy od aplikacji czatowych po gry wieloosobowe, bez serwera WebSocket mielibyśmy poważne problemy z szybkim komunikowaniem się/otrzymywaniem informacji.
Biorąc to pod uwagę, powinieneś wybrać tylko najlepszy serwer WebSocket zgodnie z Twoimi wymaganiami. Bardzo ważne jest samodzielne zarządzanie nim, jeśli chcesz mieć pełną kontrolę i nieograniczoną skalowalność za ułamek kosztów.
Wybierz ten, który zapewnia maksymalną niezawodność, na jaką zasługuje Twój projekt.