Πώς συγκρίνονται οι websockets με άλλες μεθόδους για συγχρονισμό δεδομένων σε πραγματικό χρόνο

Επισκόπηση WebSockets

Οι WebSockets δημιουργούν ένα επίμονο, αμφίδρομο κανάλι επικοινωνίας μεταξύ ενός πελάτη και διακομιστή μέσω μιας ενιαίας σύνδεσης TCP. Αυτή η σύνδεση διατηρείται πέρα ​​από την αρχική χειραψία, επιτρέποντας την αποστολή μηνυμάτων εμπρός και πίσω ανά πάσα στιγμή με ελάχιστη λανθάνουσα κατάσταση και επιβάρυνση. Βασικά χαρακτηριστικά των websockets:

- Επίμονη σύνδεση: Οι websockets διατηρούν τη σύνδεση ανοιχτή, ελαχιστοποιώντας την καθυστέρηση εξαλείφοντας την ανάγκη για επαναλαμβανόμενες χειραψίες HTTP.
- Πλήρης επικοινωνία διπλής όψης: Τόσο ο πελάτης όσο και ο διακομιστής μπορούν να στείλουν ταυτόχρονα μηνύματα.
- Κρατική επικοινωνία: Η σύνδεση διατηρεί την κατάσταση κατά τη διάρκεια της ζωής της, επιτρέποντας τις συντονισμένες ανταλλαγές μηνυμάτων χωρίς να καταφεύγουν σε κύκλους αίτησης απάθειας.
- Ευελιξία ωφέλιμου φορτίου: Οι WebSockets υποστηρίζουν τις δυαδικές μορφές δεδομένων και των κειμένων, η λήψη εφαρμογών μεταδίδει σύνθετα δεδομένα όπως αντικείμενα JSON, εικόνες ή άλλα δυαδικά ρεύματα.
- Χαμηλή λανθάνουσα κατάσταση: Οι μικρές κεφαλίδες και οι επίμονες συνδέσεις ελαχιστοποιούν τον χρόνο μετ 'επιστροφής για μηνύματα.

Οι WebSockets είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικές για εφαρμογές που απαιτούν συνεχή, χαμηλής καθυστέρησης, αμφίδρομη επικοινωνία, όπως υπηρεσίες συνομιλίας, ηλεκτρονικά παιχνίδια, συνεργατικά εργαλεία και ενημερώσεις δεδομένων ζωντανών δεδομένων από οικονομικές ή αθλητικές αγορές.

WebRTC για συγχρονισμό δεδομένων σε πραγματικό χρόνο

Το WebRTC (επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο στο διαδίκτυο) είναι μια τεχνολογία που έχει σχεδιαστεί κυρίως για επικοινωνία από ομοτίμους που υποστηρίζει τον ήχο, το βίντεο και το βίντεο και τη ροή δεδομένων απευθείας μεταξύ των προγραμμάτων περιήγησης ή των συσκευών χωρίς να απαιτείται κεντρικός διακομιστής να αναμεταδίδει την κυκλοφορία. Ενώ οι WebSockets επικεντρώνονται στην επικοινωνία πελάτη-διακομιστή, το WebRTC επιτρέπει άμεσες συνδέσεις συσκευής σε συσκευή. Οι βασικές πτυχές περιλαμβάνουν:

-Αρχιτεκτονική από ομοτίμους: επιτρέπει την άμεση ανταλλαγή δεδομένων και των μέσων μεταξύ των πελατών, την παράκαμψη των διακομιστών μετά την αρχική σηματοδότηση.
- Υποστήριξη των μέσων ενημέρωσης: Υποστηρίζει εγγενή ροή σε πραγματικό χρόνο ήχου και βίντεο μαζί με δεδομένα, σε αντίθεση με το WebSockets που χειρίζονται μόνο την επικοινωνία δεδομένων.
-Ασφάλεια: Η κρυπτογράφηση από άκρο σε άκρο είναι υποχρεωτική στο WebRTC, εξασφαλίζοντας ασφαλή μετάδοση δεδομένων.
- Nat Traversal: Ενσωματώνει ενσωματωμένη υποστήριξη για το NAT Traversal χρησιμοποιώντας πρωτόκολλα ICE, SINT και TRURN για τη διευκόλυνση της συνδεσιμότητας σε διαφορετικά δίκτυα.
- Σύνθετη ρύθμιση: Απαιτεί διακομιστές σηματοδότησης, διαπραγμάτευση συνεδριών και συντονισμό πριν οι συνομήλικοι μπορούν να δημιουργήσουν μια άμεση σύνδεση.

Το WebRTC υπερέχει σε περιπτώσεις χρήσης που απαιτούν υψηλής ποιότητας ροής πολλαπλών καθυστέρησης και αποκεντρωμένη ανταλλαγή δεδομένων, όπως τηλεδιάσκεψη, ζωντανές εκδηλώσεις, μεταφορές αρχείων και εφαρμογές προσανατολισμένες σε ομοτίμους. Μπορεί επίσης να μειώσει το εύρος ζώνης και το φορτίο του διακομιστή, καθώς τα δεδομένα ρέουν απευθείας μεταξύ των συσκευών συμμετεχόντων.

συμβάντα διακομιστή (SSE)

Τα συμβάντα Server-Sent είναι μια απλούστερη εναλλακτική λύση για ενημερώσεις σε πραγματικό χρόνο που χρησιμοποιούν ένα μονόδρομο κανάλι όπου ο διακομιστής μπορεί να ωθήσει δεδομένα στον πελάτη σε μία μόνο σύνδεση HTTP. Χαρακτηριστικά του SSE:

-Υποστηρίζονται μόνο ενημερώσεις για το διακομιστή προς τον πελάτη. Οι πελάτες δεν μπορούν να στείλουν μηνύματα χρησιμοποιώντας την ίδια σύνδεση.
- Απλή εφαρμογή: Χρησιμοποιεί το πρότυπο HTTP και δεν απαιτεί ειδικό πρωτόκολλο πέρα ​​από έναν τύπο mime streaming.
- Auto-Reconnect: Υποστηρίζει τις προσπάθειες αυτόματης επανασύνδεσης από τον πελάτη εάν η σύνδεση πέσει.
-μόνο το κείμενο: συνήθως περιορίζεται σε δεδομένα κειμένου UTF-8, όχι δυαδικά.
- Λιγότερο γενικό κόστος: Χρησιμοποιεί τυπικούς μηχανισμούς HTTP και είναι ευκολότερο να ενσωματωθεί με την υπάρχουσα υποδομή HTTP.

Οι εφαρμογές SSE Suits που χρειάζονται κυρίως ενημερώσεις σε πραγματικό χρόνο που βασίζονται σε διακομιστές, όπως τροφοδοσίες ειδήσεων, tickers αποθεμάτων ή ειδοποιήσεις ζωντανών συμβάντων, αλλά δεν είναι διαδραστικές πέρα ​​από τη λήψη μηνυμάτων. Είναι απλούστερο και μερικές φορές πιο φιλικό προς το τείχος προστασίας από το WebSockets.

Παραδοσιακές τεχνικές HTTP: Δημοσκόπηση και μακρά δημοσκόπηση

Πριν από το WebSockets και το SSE, οι ενημερώσεις σε πραγματικό χρόνο εφαρμόστηκαν συχνά χρησιμοποιώντας επαναλαμβανόμενες αιτήσεις HTTP:

- Δημοσκόπηση: Ο πελάτης στέλνει περιοδικά αιτήματα HTTP για να ζητήσει από τον διακομιστή ενημερώσεις. Αυτό είναι απλό αλλά αναποτελεσματικό λόγω επαναλαμβανόμενων αιτημάτων που οδηγούν σε υψηλή λανθάνουσα κατάσταση και χρήση εύρους ζώνης.
- Μεγάλη δημοσκόπηση: Ο πελάτης στέλνει ένα αίτημα HTTP το οποίο ο διακομιστής διατηρείται ανοιχτό μέχρι να υπάρχουν διαθέσιμα νέα δεδομένα ή να εμφανιστεί ένα χρονικό όριο. Στη συνέχεια, ο διακομιστής απαντά και ο πελάτης στέλνει αμέσως ένα άλλο αίτημα. Η μακρά δημοσκόπηση μειώνει την καθυστέρηση σε σύγκριση με τη δημοσκόπηση, αλλά εξακολουθεί να περιλαμβάνει σημαντικά γενικά έξοδα από επαναλαμβανόμενους κύκλους αιτήματος HTTP.

Αυτές οι παλαιότερες μέθοδοι υποστηρίζονται παντού και απλές στην εφαρμογή, αλλά γενικά λιγότερο αποτελεσματικές και ευαίσθητες από τις websockets ή το WebRTC για επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο.

Συγκρίνοντας το WebSockets με εναλλακτικές λύσεις

- Λανθάνουσα κατάσταση και αποτελεσματικότητα: Οι WebSockets προσφέρουν χαμηλότερη καθυστέρηση από τις μεθόδους HTTP λόγω των επίμονων συνδέσεων και χωρίς επαναλαμβανόμενη επικεφαλίδα HTTP. Το WebRTC μπορεί να επιτύχει ακόμη χαμηλότερη λανθάνουσα κατάσταση από ό, τι οι websockets για μεταφορές από ομοτίμους, χρησιμοποιώντας UDP και ευέλικτες λειτουργίες παράδοσης, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο για μέσα σε πραγματικό χρόνο και άμεση μεταφορά δεδομένων. Το SSE παρέχει μέτρια λανθάνουσα κατάσταση με απλούστερη ρύθμιση, αλλά υποστηρίζει μόνο ενημερώσεις διακομιστή προς πελάτες.
- κατεύθυνση επικοινωνίας: Οι websockets παρέχουν επικοινωνία πλήρους διπλής όψης (αμφίδρομη). Το WebRTC επιτρέπει την αμφίδρομη επικοινωνία από ομοτίμους. Το SSE είναι μόνο διακομιστή προς πελάτη. Οι μέθοδοι δημοσκοπήσεων HTTP είναι ξεκίνησαν και ανιθαγενείς.
-Χρησιμοποιήστε την καταλληλότητα των περιπτώσεων: Οι WebSockets είναι ιδανικές για εφαρμογές συνομιλίας, παιχνίδια για πολλούς παίκτες, συνεργατικούς συντάκτες και εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο γενικών χρήσεων που χρειάζονται συνεχή αμφίδρομη επικοινωνία. Το WebRTC είναι η επιλογή για τηλεδιάσκεψη βίντεο σε πραγματικό χρόνο, ασφαλή κοινή χρήση αρχείων P2P και διαδραστική ζωντανή ροή. Το SSE λειτουργεί καλύτερα όταν απαιτούνται μόνο δεδομένα διακομιστή προς πελάτη χωρίς πολύπλοκη αλληλεπίδραση.
- πολυπλοκότητα και εφαρμογή: Οι WebSockets απαιτούν υποστήριξη πελατών και διακομιστών, αλλά είναι σχετικά απλές για την εφαρμογή. Το WebRTC απαιτεί πρόσθετη υποδομή σηματοδότησης και ρυθμίσεις NAT Traversal, καθιστώντας την πιο περίπλοκη. Το SSE είναι ευκολότερο να εφαρμόσει και να εντοπίσει εντοπισμό σφαλμάτων, χρησιμοποιώντας συμβατικό HTTP.
- Φόρτιση επεκτασιμότητας και διακομιστή: Το WebRTC μειώνει το φορτίο του διακομιστή με την εκφόρτωση μεταφοράς δεδομένων σε συνδέσεις ομοτίμων, αν και η σηματοδότηση απαιτεί ακόμα διακομιστές. Οι WebSockets βασίζονται σε ένα διακομιστή για να χειριστούν όλες τις συνδέσεις και τα μηνύματα, τα οποία μπορούν να είναι έντονα σε πόρους σε κλίμακα, αλλά υποστηρίζουν τον κεντρικό έλεγχο. Οι μέθοδοι SSE και HTTP τοποθετούν περισσότερο φορτίο σε διακομιστές λόγω επαναλαμβανόμενων συνδέσεων ή ροής μονής κατεύθυνσης.
-Ασφάλεια: Οι WebSockets χρησιμοποιούν SSL/TLS (wss: //) για κρυπτογραφημένες συνδέσεις, αλλά η κρυπτογράφηση από άκρο σε άκρο εξαρτάται από το σχεδιασμό εφαρμογών. Η WEBRTC εντοπίζει κρυπτογράφηση και ενσωματώνει ασφαλή πρωτόκολλα για τα μέσα και τα δεδομένα, ενισχύοντας την ιδιωτική ζωή. Η SSE κληρονομεί τους μηχανισμούς ασφαλείας HTTP αλλά στερείται ενσωματωμένης κρυπτογράφησης πέρα ​​από το HTTPS.