WebSockets ir plaši izmantota tehnoloģija reālā laika datu sinhronizācijai, īpaši tīmekļa lietojumprogrammās, taču tās ir tikai viena no vairākām metodēm, kas pieejamas reāllaika komunikācijai. Primārās tīmekļa zeķes alternatīvas ir WebRTC, servera-SENT notikumi (SSE) un tradicionālās uz HTTP balstītas metodes, piemēram, atpūta kopā ar aptauju vai ilgu aptauju. Katrai metodei ir unikālas īpašības, priekšrocības un ierobežojumi, kas ietekmē to piemērotību dažādiem reālā laika datu sinhronizācijas scenārijiem.
WebSockets pārskats
WebSockets izveido pastāvīgu, divvirzienu sakaru kanālu starp klientu un serveri virs viena TCP savienojuma. Šis savienojums tiek uzturēts ārpus sākotnējā rokasspiediena, ļaujot ziņojumiem jebkurā laikā nosūtīt turp un atpakaļ ar minimālu latentumu un pieskaitāmām izmaksām. Tīmekļa zeķu galvenās iezīmes:
- Pastāvīgs savienojums: WebSockets saglabā savienojumu atvērtu, samazinot latentumu, novēršot nepieciešamību pēc atkārtotiem HTTP rokasspiedieniem.
- Pilnīga dupleksa komunikācija: gan klients, gan serveris var vienlaicīgi nosūtīt ziņojumus.
- Stāvīga komunikācija: savienojums uztur stāvokli tā dzīves laikā, ļaujot koordinētām ziņojumu apmaiņām, neizmantojot bezvalstnieku pieprasījuma un reakcijas ciklus.
- Lietderīgās slodzes elastība: WebSockets atbalsta bināros un teksta datu formātus, ļaujot lietojumprogrammām pārsūtīt sarežģītus datus kā JSON objekti, attēli vai citas bināras straumes.
- Zems latentums: mazas galvenes un pastāvīgi savienojumi līdz minimumam samazina ziņu turpināšanas laiku.
WebSockets ir īpaši efektīvs lietojumprogrammām, kurām nepieciešama nepārtraukta, zema latentuma, divvirzienu komunikācija, piemēram, tērzēšanas pakalpojumi, tiešsaistes spēles, sadarbības rīki un tiešraides datu atjauninājumi no finanšu vai sporta tirgiem.
WebRTC reāllaika datu sinhronizēšanai
WebRTC (tīmekļa reālā laika komunikācija) ir tehnoloģija, kas galvenokārt paredzēta vienādranga komunikācijai, kas atbalsta reāllaika audio, video un datu straumēšanu tieši starp pārlūkprogrammām vai ierīcēm, nepieprasot centralizētu serveri, lai nodotu trafiku. Kamēr WebSockets koncentrējas uz klienta-servera komunikāciju, WebRTC nodrošina tiešus savienojumus ar ierīci līdz ierīcei. Galvenie aspekti ir:
-Vienādranga arhitektūra: ļauj tieši datu apmaiņai starp klientiem, apejot serverus pēc sākotnējās signalizācijas.
- Mediju atbalsts: dabiski atbalsta audio un video reāllaika straumēšanu, kā arī datus, atšķirībā no tīmekļa vietām, kas apstrādā tikai datu komunikāciju.
-Drošība: visaptveroša šifrēšana ir obligāta WebRTC, nodrošinot drošu datu pārraidi.
- Nat Traversal: Iekļauj iebūvēts NAT šķērsošanas atbalsts, izmantojot ledus, apdullināšanas un pagrieziena protokolus, lai atvieglotu savienojamību dažādos tīklos.
- Kompleksa iestatīšana: Nepieciešami signalizācijas serveri, sarunas sesijas un koordinācija, pirms vienaudži var izveidot tiešu savienojumu.
WebRTC izceļas ar lietošanas gadījumiem, kas prasa augstas kvalitātes, zema latentuma multimediju straumēšanu un decentralizētu datu koplietošanu, piemēram, video konferences, tiešraides notikumi, failu pārsūtīšana un uz vienaudžu orientētas lietojumprogrammas. Tas var arī samazināt joslas platuma un servera slodzi, jo dati plūst tieši starp dalībnieku ierīcēm.
Servera-sentekstāta notikumi (SSE)
Notikumi, kas ir serveri, ir vienkāršāka alternatīva reāllaika atjauninājumiem, kas izmanto vienvirziena kanālu, kur serveris var novirzīt datus klientam pa vienu HTTP savienojumu. SSE iezīmes:
-Vienvirziena komunikācija: tiek atbalstīti tikai atjauninājumi no servera uz klientu; Klienti nevar nosūtīt ziņojumus atpakaļ, izmantojot to pašu savienojumu.
- Vienkārša ieviešana: izmanto standarta HTTP un neprasa īpašu protokolu ārpus straumēšanas mīma tipa.
- Auto-Reconnect: atbalsta klienta automātiskos atkārtotos mēģinājumus, ja savienojums samazinās.
-Tikai teksts: parasti ierobežots ar UTF-8 teksta datiem, nevis bināriem.
- Mazāk pieskaitāmās izmaksas: izmanto standarta HTTP mehānismus, un to ir vieglāk integrēt ar esošo HTTP infrastruktūru.
SSE ir piemēroti lietojumprogrammām, kurām galvenokārt nepieciešami servera reālā laika atjauninājumi, piemēram, ziņu plūsmas, akciju pirksti vai tiešraides paziņojumi, bet tie nav interaktīvi pēc ziņojumu saņemšanas. Tas ir vienkāršāks un dažreiz vairāk kā ugunsmūrim draudzīgāks nekā tīmekļa krūtis.
Tradicionālās HTTP metodes: aptaujas un ilgstoša aptauja
Pirms WebSockets un SSE reāllaika atjauninājumi bieži tika ieviesti, izmantojot atkārtotus HTTP pieprasījumus:
- Aptaujāšana: klients periodiski nosūta HTTP pieprasījumus lūgt serverim atjauninājumus. Tas ir vienkārši, bet neefektīvs atkārtotu pieprasījumu dēļ, kas izraisa augstu latentumu un joslas platuma izmantošanu.
- Ilgi aptaujājot: klients nosūta HTTP pieprasījumu, kuru serveris tur atvērts, līdz ir pieejami jauni dati vai notiek noildze. Pēc tam serveris atbild, un klients nekavējoties nosūta citu pieprasījumu. Ilga aptauja samazina latentumu salīdzinājumā ar vēlēšanu iecirkni, bet joprojām ir saistīta ar ievērojamām pieskaitāmām izmaksām no atkārtotiem HTTP pieprasījuma cikliem.
Šīs vecākās metodes tiek atbalstītas visur un ir vienkārši ieviestas, bet parasti mazāk efektīvas un atsaucīgas nekā tīmekļa vietne vai WebRTC reāllaika komunikācijai.
Salīdzinot vietnes ar alternatīvām
- Latentums un efektivitāte: tīmekļa stackets piedāvā zemāku latentumu nekā HTTP metodes pastāvīgu savienojumu dēļ un nav atkārtotas HTTP galvenes virs galvas. WEBRTC var sasniegt pat zemāku latentumu nekā tīmekļa vietne vienādranga pārsūtīšanai, izmantojot UDP un elastīgus piegādes režīmus, kas padara to piemērotu reāllaika multividei un tiešo datu pārsūtīšanai. SSE nodrošina mērenu latentumu ar vienkāršāku iestatīšanu, bet atbalsta tikai atjauninājumus no servera līdz klientiem.
- Komunikācijas virziens: WebSockets nodrošina pilnīgu dupleksu (divvirzienu) komunikāciju; WebRTC ļauj vienādranga divvirzienu komunikāciju; SSE ir tikai servera uz klientu; HTTP aptauju metodes ir klienta iniciētās un bezvalstniecībā.
-Lietošanas gadījuma piemērotība: WebSockets ir ideāli piemērots tērzēšanas lietotnēm, daudzspēlētāju spēlēm, sadarbības redaktoriem un vispārēja mērķa reāllaika lietotnēm, kurām nepieciešama nepārtraukta divvirzienu komunikācija. WebRTC ir izvēle reāllaika video/audio konferencēm, droša P2P failu koplietošana un interaktīva tiešraide. SSE vislabāk darbojas, ja bez sarežģītas mijiedarbības ir nepieciešami tikai servera un klienta dati.
- Sarežģītība un ieviešana: WebSockets prasa klienta un servera atbalstu, bet to ieviešana ir samērā vienkārši. WebRTC prasa papildu signalizācijas infrastruktūru un NAT šķērsošanas iestatījumus, padarot to sarežģītāku. SSE ir visvieglāk ieviest un atkļūdot, izmantojot parasto HTTP.
- Mērogojamība un servera ielāde: WebRTC samazina servera slodzi, izkraujot datu pārsūtīšanu uz vienaudžu savienojumiem, lai gan signalizācijai joprojām ir nepieciešami serveri. WebSockets paļaujas uz serveri, lai apstrādātu visus savienojumus un ziņojumus, kas mērogā var būt resursi, bet atbalsta centralizētu vadību. SSE un HTTP metodes serveriem uzliek vairāk slodzes atkārtotu savienojumu vai vienvirziena straumēšanas dēļ.
-Drošība: WebSockets šifrētiem savienojumiem izmanto SSL/TLS (WSS: //), bet šifrēšana ir atkarīga no lietojumprogrammu dizaina. WebRTC nosaka šifrēšanu un iekļauj drošus protokolus plašsaziņas līdzekļiem un datiem, uzlabojot privātumu. SSE manto HTTP drošības mehānismus, bet tiem trūkst iebūvētas šifrēšanas ārpus HTTP.