WebSocketsは、特にWebアプリケーションでは、リアルタイムのデータ同期のために広く使用されているテクノロジーですが、リアルタイム通信に利用できるいくつかの方法の1つにすぎません。 WebSocketの主な代替品には、WeBRTC、サーバーセントイベント(SSE)、およびPollingやLong Pollingに関連したRESTなどの従来のHTTPベースの方法が含まれます。各方法には、異なるリアルタイムデータ同期シナリオに対する適合性に影響を与える独自の特性、利点、および制限があります。
WebSocketsの概要
WebSocketsは、単一のTCP接続を介して、クライアントとサーバーの間に持続的な双方向通信チャネルを確立します。この接続は、最初の握手を超えて維持され、最小限のレイテンシとオーバーヘッドでいつでもメッセージを前後に送信できます。 WebSocketsの重要な特徴：
- 永続的な接続：WebSocketsは接続を開いたままにし、HTTPの繰り返しのハンドシェイクの必要性を排除することにより遅延を最小限に抑えます。
- 完全な二重通信：クライアントとサーバーの両方がメッセージを同時に送信できます。
- ステートフルなコミュニケーション：接続は、その寿命の間に状態を維持し、ステートレスリクエスト応答サイクルに頼ることなく調整されたメッセージ交換を可能にします。
- ペイロードの柔軟性：WebSocketsはバイナリデータ形式とテキストデータ形式をサポートしており、アプリケーションがJSONオブジェクト、画像、その他のバイナリストリームなどの複雑なデータを送信できます。
- レイテンシの低い：小さなヘッダーと永続的な接続は、メッセージの往復時間を最小限に抑えます。
WebSocketは、チャットサービス、オンラインゲーム、共同ツール、金融またはスポーツ市場からのライブデータアップデートなど、継続的で低遅延の双方向通信を必要とするアプリケーションに特に効果的です。
webrtcリアルタイムのデータ同期
WeBRTC(Webリアルタイム通信)は、主に、ブラウザーまたはデバイス間のリアルタイムオーディオ、ビデオ、およびデータストリーミングをサポートするために、集中サーバーをリレーすることなくブラウザーまたはデバイス間で直接サポートするために設計されたテクノロジーです。 WebSocketsはクライアントサーバー通信に焦点を当てていますが、WeBRTCは直接デバイス間接続を可能にします。重要な側面には次のものがあります。
- ピアツーピアアーキテクチャ：クライアント間の直接的なデータとメディア交換を許可し、最初の信号後にサーバーをバイパスします。
- メディアサポート：データ通信のみを処理するWebSocketとは異なり、データとともにデータとともにリアルタイムストリーミングをネイティブにサポートします。
- セキュリティ：WeBRTCではエンドツーエンドの暗号化が必須であり、安全なデータ送信が確保されます。
-NATトラバーサル：ICE、スタン、およびターンプロトコルを使用したNATトラバーサルの組み込みサポートを組み込み、異なるネットワーク全体の接続を容易にします。
- 複雑なセットアップ：シグナリングサーバー、セッション交渉、およびピアが直接接続を確立する前に調整が必要です。
WeBRTCは、ビデオ会議、ライブイベント、ファイル転送、ピア指向のアプリケーションなど、高品質の低遅延マルチメディアストリーミングと分散型データ共有を要求するユースケースで優れています。また、参加者デバイス間でデータが直接流れるため、帯域幅とサーバーの負荷を減らすこともできます。
###サーバーセントイベント(SSE)
サーバーセントイベントは、単一のHTTP接続でサーバーがクライアントにデータをプッシュできる単方向チャネルを使用するリアルタイムアップデートのためのより簡単な代替品です。 SSEの機能：
- 単方向通信：サーバーからクライアントの更新のみがサポートされています。クライアントは、同じ接続を使用してメッセージを送信することはできません。
- 簡単な実装：標準のHTTPを利用し、ストリーミングMIMEタイプを超えて特別なプロトコルを必要としません。
-Auto-Reconnect：接続がドロップした場合、クライアントによる自動再接続試行をサポートします。
- テキストのみ：通常、バイナリではなく、UTF-8テキストデータに限定されます。
- オーバーヘッドの減少：標準のHTTPメカニズムを使用し、既存のHTTPインフラストラクチャと簡単に統合できます。
SSEは、主にニュースフィード、ストックティッカー、ライブイベント通知などのサーバー駆動型のリアルタイムアップデートを必要とするアプリケーションに適合していますが、メッセージを受信する以外にインタラクティブではありません。それは、WebSocketsよりも簡単で、時にはファイアウォールに優しい場合があります。
###従来のHTTPテクニック：投票と長い投票
WebSocketsとSSEの前に、リアルタイムの更新が繰り返されるHTTP要求を使用して実装されたことがよくあります。
- ポーリング：クライアントは定期的にHTTPリクエストを送信して、サーバーに更新を依頼します。これは単純ですが、繰り返しのリクエストが高いレイテンシと帯域幅の使用につながるため、非効率的です。
- 長いポーリング：クライアントは、新しいデータが利用可能になるかタイムアウトが発生するまで、サーバーが開いているHTTP要求を送信します。その後、サーバーが応答し、クライアントはすぐに別のリクエストを送信します。長いポーリングは、ポーリングと比較してレイテンシを減らしますが、繰り返されるHTTP要求サイクルからの大幅なオーバーヘッドが依然として含まれます。
これらの古い方法はどこでもサポートされており、実装が簡単ですが、一般にリアルタイム通信のためにWebSocketやWeBRTCよりも効率が低く、応答性が低くなります。
WebSocketを代替案と比較します
- レイテンシと効率：WebSocketsは、持続的な接続と繰り返しHTTPヘッダーのオーバーヘッドが繰り返されないため、HTTPメソッドよりも低いレイテンシを提供します。 WeBRTCは、UDPと柔軟な配信モードを使用して、ピアツーピア転送のWebSocketよりもさらに低いレイテンシを達成できます。これにより、リアルタイムメディアや直接データ転送に適しています。 SSEは、よりシンプルなセットアップを備えた中程度の遅延を提供しますが、サーバーからクライアントへの更新のみをサポートします。
- 通信方向：WebSocketsは完全な二重(双方向)通信を提供します。 WeBRTCは、ピアツーピアの双方向通信を可能にします。 SSEはサーバーからクライアントのみです。 HTTPポーリング方法は、クライアントが開始し、ステートレスです。
- ユースケースの適合性：WebSocketsは、チャットアプリ、マルチプレイヤーゲーム、共同編集者、継続的な双方向通信が必要な汎用リアルタイムアプリに最適です。 WeBRTCは、リアルタイムのビデオ/オーディオ会議、安全なP2Pファイル共有、およびインタラクティブなライブストリーミングの選択です。 SSEは、複雑な相互作用なしにサーバーからクライアントのデータプッシュのみが必要な場合に最適に機能します。
- 複雑さと実装：WebSocketsにはクライアントとサーバーのサポートが必要ですが、実装が比較的簡単です。 WeBRTCは、追加のシグナルインフラストラクチャとNATトラバーサルセットアップを必要とし、より複雑にします。 SSEは、従来のHTTPを使用して、実装およびデバッグが最も簡単です。
- スケーラビリティとサーバーの負荷：WeBRTCは、データ転送をピア接続にオフロードすることによりサーバーの負荷を削減しますが、シグナリングにはサーバーが必要です。 WebSocketsは、すべての接続とメッセージを処理するためにサーバーに依存しています。これは、規模でリソースを集中させることができますが、集中制御をサポートします。 SSEおよびHTTPメソッドは、繰り返される接続または一方向のストリーミングにより、サーバーにより多くの負荷をかけます。
- セキュリティ：WebSocketsは暗号化された接続にSSL/TLS(wss：//)を使用しますが、エンドツーエンドの暗号化はアプリケーションの設計に依存します。 WeBRTCは暗号化を義務付け、メディアとデータの安全なプロトコルを組み込み、プライバシーを強化します。 SSEはHTTPセキュリティメカニズムを継承しますが、HTTPSを超えて組み込みの暗号化がありません。