WebSockets je široko používaná technológia pre synchronizáciu údajov v reálnom čase, najmä vo webových aplikáciách, ale sú len jednou z niekoľkých metód dostupných pre komunikáciu v reálnom čase. Medzi primárne alternatívy k WebSockets patrí WebRTC, udalosti subjektívneho servera (SSE) a tradičné metódy založené na HTTP, ako napríklad odpočinok v spojení s hlasovaním alebo dlhým hlasovaním. Každá metóda má jedinečné vlastnosti, výhody a obmedzenia, ktoré ovplyvňujú ich vhodnosť pre rôzne scenáre synchronizácie údajov v reálnom čase.
Prehľad
Websockets
WebSockets stanovuje pretrvávajúci obojsmerný komunikačný kanál medzi klientom a serverom počas jedného pripojenia TCP. Toto spojenie je udržiavané mimo počiatočného podania rúk, čo umožňuje odosielanie správ kedykoľvek a späť s minimálnou latenciou a režijnými nákladmi. Kľúčové vlastnosti WebSockets:
- Pretrvávajúce pripojenie: WebSockets udržujú pripojenie otvorené a minimalizujú latenciu odstránením potreby opakovaného handshakes HTTP.
- Úplná duplexná komunikácia: Klient aj server môžu posielať správy súčasne.
- Štátna komunikácia: Spojenie udržiava stav počas svojho života, čo umožňuje koordinované výmeny správ bez toho, aby sa uchýlili k cyklom reakcie žiadosti bez štátnej príslušnosti.
- Flexibilita užitočného zaťaženia: Websockets podporuje formáty binárnych a textových údajov, ktoré umožňujú aplikácie prenášať komplexné údaje, ako sú objekty JSON, obrázky alebo iné binárne toky.
- Nízka latencia: Malé hlavičky a pretrvávajúce pripojenia minimalizujú čas spiatočnej cesty správ.
WebSockets sú obzvlášť efektívne pre aplikácie vyžadujúce nepretržitú, nízku latenciu, obojsmernú komunikáciu, ako sú chatové služby, online hry, nástroje na spoluprácu a aktualizácie živých údajov z finančných alebo športových trhov.
WebRTC pre synchronizáciu údajov v reálnom čase
WebRTC (Web v reálnom čase komunikácia) je technológia primárne navrhnutá pre komunikáciu typu peer-to-peer, ktorá podporuje streamovanie zvuku, videa a údajov v reálnom čase priamo medzi prehliadačmi alebo zariadeniami bez toho, aby vyžadovalo centralizovaný server na prenos prenosu. Zatiaľ čo WebSockets sa zameriava na komunikáciu s klientskym serverom, WebRTC umožňuje priame pripojenie k zariadeniu. Kľúčové aspekty zahŕňajú:
-Architektúra peer-to-peer: Umožňuje výmenu priamych údajov a médií medzi klientmi, obísť servery po počiatočnej signalizácii.
- Podpora médií: Natívne podporuje streamovanie zvuku a videa v reálnom čase spolu s údajmi, na rozdiel od WebSockets, ktoré spracúvajú iba dátovú komunikáciu.
-Zabezpečenie: Šifrovanie end-to-end je povinné vo WebRTC, čím sa zabezpečuje bezpečný prenos údajov.
- Nat Traversal: Zahŕňa vstavanú podporu pre Traversal nat pomocou protokolov ľadu, omračovania a otočenia, aby sa uľahčila konektivita v rôznych sieťach.
- Komplexné nastavenie: Vyžaduje signalizačné servery, vyjednávanie relácií a koordinácia skôr, ako môžu rovesníci nadviazať priame spojenie.
WebRTC vyniká v prípadoch použitia, ktoré vyžadujú vysoko kvalitné multimediálne streamovanie nízko-latencie a decentralizované zdieľanie údajov, ako sú videokonferencie, živé udalosti, prenosy súborov a aplikácie orientované na vzájomné orientované. Môže tiež znížiť šírku pásma a načítanie servera, pretože dáta preteká priamo medzi zariadeniami účastníkov.
Server -ent Events (SSE)
Udalosti siete serverov sú jednoduchšou alternatívou pre aktualizácie v reálnom čase, ktoré používajú jednosmerný kanál, kde server môže tlačiť údaje k klientovi cez jedno pripojenie HTTP. Vlastnosti SSE:
-Jednosmerná komunikácia: Podporujú sa iba aktualizácie servera-klient; Klienti nemôžu posielať správy späť pomocou rovnakého pripojenia.
- Jednoduchá implementácia: Využíva štandardný HTTP a nevyžaduje žiadny špeciálny protokol nad rámec typu streamovania MIME.
- Automatické priloženie: Podporuje automatické pokusy o opätovné opätovné pokusy klienta, ak pripojenie klesne.
-iba text: zvyčajne sa obmedzuje na textové údaje UTF-8, nie binárne.
- Menej režijných nákladov: Používa štandardné mechanizmy HTTP a ľahšie sa integruje s existujúcou infraštruktúrou HTTP.
Spoločnosť SSE vyhovuje aplikáciám, ktoré potrebujú predovšetkým aktualizácie v reálnom čase riadené serverom, ako sú spravodajské kanály, tickery zásob alebo oznámenia o živých udalostiach, ale nie sú interaktívne okrem prijímania správ. Je to jednoduchšie a niekedy vhodnejšie brána firewall ako WebSockets.
Tradičné techniky HTTP: prieskum a dlhé hlasovanie
Pred WebSockets a SSE sa aktualizácie v reálnom čase často implementovali pomocou opakovaných požiadaviek HTTP:
- Anketa: Klient pravidelne odosiela požiadavky HTTP, aby požiadal server o aktualizácie. Je to jednoduché, ale neefektívne kvôli opakovaným požiadavkám, ktoré vedú k použitiu vysokej latencie a šírky pásma.
- Dlhé hlasovanie: Klient odošle požiadavku HTTP, ktorú server drží otvorené, kým nie sú k dispozícii nové údaje alebo nedôjde k časovému množstvu. Server potom odpovie a klient okamžite odošle ďalšiu žiadosť. Dlhé hlasovanie znižuje latenciu v porovnaní s hlasovaním, ale stále zahŕňa významné režijné náklady z opakovaných cyklov požiadaviek HTTP.
Tieto staršie metódy sú podporované všade a ľahko sa implementujú, ale vo všeobecnosti menej efektívne a pohotové ako WebSockets alebo WebRTC pre komunikáciu v reálnom čase.
Porovnanie WebSockets s alternatívami
- Latencia a efektívnosť: Websockets ponúkajú nižšiu latenciu ako metódy HTTP v dôsledku pretrvávajúcich spojení a žiadne opakované režijné náklady HTTP. Spoločnosť WebRTC môže dosiahnuť ešte nižšiu latenciu ako WebSockets pre prevody typu peer-to-peer, pomocou UDP a režimov flexibilného doručovania, vďaka čomu je vhodná pre médiá v reálnom čase a priamy prenos údajov. SSE poskytuje miernu latenciu so jednoduchším nastavením, ale podporuje iba aktualizácie servera-klient.
- Smer o komunikácii: Websockets poskytujú úplnú duplexnú (obojsmernú) komunikáciu; WebRTC umožňuje obojsmernú komunikáciu typu peer-to-peer; SSE je iba server-klient; Metódy hlasovania HTTP sú iniciované klientom a bez štátnej príslušnosti.
-Využitie prípadu použitia: Websockets sú ideálne pre chatové aplikácie, multiplayerové hry, redaktory spolupráce a všeobecné aplikácie v reálnom čase, ktoré potrebujú nepretržitú obojsmernú komunikáciu. WebRTC je voľba pre konferencie videa/zvuku v reálnom čase, zabezpečené zdieľanie súborov P2P a interaktívne živé vysielanie. SSE funguje najlepšie, keď sú potrebné iba tlačenie údajov zo servera-klient bez zložitej interakcie.
- Zložitosť a implementácia: Websockets vyžaduje podporu klienta a servera, ale implementácia je relatívne jednoduchá. WebRTC vyžaduje ďalšiu signalizačnú infraštruktúru a nastavenia Traversal NAT, vďaka čomu je zložitejšia. SSE je najjednoduchšia na implementáciu a ladenie pomocou konvenčného HTTP.
- Škálovateľnosť a načítanie servera: WebRTC znižuje zaťaženie servera vyložením prenosu údajov do pripojení k partnerom, aj keď signalizácia stále vyžaduje servery. WebSockets sa spolieha na server na spracovanie všetkých pripojení a správ, ktoré môžu byť náročné na prostriedky v mierke, ale podporujú centralizované ovládanie. Metódy SSE a HTTP vkladajú na servery väčšie zaťaženie v dôsledku opakovaných pripojení alebo jednosmerného streamovania.
-Zabezpečenie: Websockets používajú SSL/TLS (WSS: //) pre šifrované pripojenia, ale šifrovanie koncového konca závisí od návrhu aplikácie. WebRTC nariaďuje šifrovanie a zahŕňa bezpečné protokoly pre médiá a dáta, čím sa zvyšuje súkromie. SSE zdedí bezpečnostné mechanizmy HTTP, ale chýbajú vstavané šifrovanie za https.