WebSockets so široko uporabljena tehnologija za sinhronizacijo podatkov v realnem času, zlasti v spletnih aplikacijah, vendar so le ena od več metod, ki so na voljo za komunikacijo v realnem času. Primarna alternativa WebSockets vključujejo WebRTC, strežniški dobe (SSE) in tradicionalne metode, ki temeljijo na HTTP, kot je REST v povezavi z anketiranjem ali dolgim volitvam. Vsaka metoda ima edinstvene značilnosti, prednosti in omejitve, ki vplivajo na njihovo primernost za različne scenarije sinhronizacije podatkov v realnem času.
Pregled WebSockets
WebSockets vzpostavi vztrajni, dvosmerni komunikacijski kanal med odjemalcem in strežnikom prek ene same povezave TCP. Ta povezava se vzdržuje zunaj začetnega stiskanja rok, kar omogoča, da se sporočila kadar koli pošljejo naprej in nazaj z minimalno zamudo in nad glavo. Ključne lastnosti webcockets:
- Vztrajna povezava: WebSockets ohranjajo odprto povezavo, kar zmanjšuje zamude z odpravo potrebe po ponavljajočih se HTTP ročnih stiskah.
- Popolna dupleksna komunikacija: Tako odjemalec kot strežnik lahko hkrati pošiljata sporočila.
- Državna komunikacija: Povezava ohranja stanje v svoji življenjski dobi, kar omogoča usklajene izmenjave sporočil, ne da bi se zatekli k ciklim odziva na zahtevo brez državljanstva.
- Fleksibilnost koristnosti: WebSockets podpirajo binarne in besedilne oblike podatkov, pri čemer omogočajo, da aplikacije prenašajo zapletene podatke, kot so JSON predmeti, slike ali drugi binarni tokovi.
- Nizka zamuda: Majhne glave in obstojne povezave zmanjšujejo čas krožnega potovanja za sporočila.
WebSockets so še posebej učinkoviti za aplikacije, ki zahtevajo neprekinjeno, nizko zamudo, dvosmerno komunikacijo, kot so storitve klepeta, spletne igre, orodja za sodelovanje in posodobitve podatkov v živo s finančnih ali športnih trgov.
Webrtc za sinhronizacijo podatkov v realnem času
WebRTC (spletna komunikacija v realnem času) je tehnologija, zasnovana predvsem za medsebojno komunikacijo, ki podpira zvok, video in podatke v realnem času neposredno med brskalniki ali napravami, ne da bi zahteval centralizirani strežnik za prenos prometa. Medtem ko se WebSockets osredotoča na komunikacijo s odjemalcem-strežnikom, WebRTC omogoča neposredne povezave naprave in naprave. Ključni vidiki vključujejo:
-Medsebojna arhitektura: omogoča neposredne podatke in izmenjavo medijev med strankami, zaobide strežnike po začetni signalizaciji.
- Podpora za medije: Narodno podpira pretakanje zvoka in videoposnetkov v realnem času skupaj s podatki, za razliko od WebSocketsa, ki obravnavajo samo podatkovno komunikacijo.
-Varnost: Šifriranje od konca do konca je v WebRTC obvezno, kar zagotavlja varen prenos podatkov.
- Nat Traversal: Vključuje vgrajeno podporo za NAT Traversal z uporabo protokolov ICE, SUN in TOURK, da olajša povezljivost v različnih omrežjih.
- Zapletena nastavitev: Zahteva signalne strežnike, pogajanja o sejah in usklajevanje, preden lahko vrstniki vzpostavijo neposredno povezavo.
WebRTC odlikuje primeri uporabe, ki zahtevajo kakovostno, nizkokanosno večpredstavnostno pretakanje in decentralizirano izmenjavo podatkov, kot so videokonference, dogodki v živo, prenosi datotek in aplikacije, ki so usmerjene v strokovno usmerjanje. Prav tako lahko zmanjša pasovno širino in obremenitev strežnika, saj podatki tečejo neposredno med naprave udeležencev.
Server Sent Events (SSE)
Dogodki strežnika so preprostejša alternativa za posodobitve v realnem času, ki uporabljajo enosmerni kanal, kjer lahko strežnik potisne podatke odjemalcu prek ene same povezave HTTP. Značilnosti SSE:
-enosmerna komunikacija: Podprte so samo posodobitve strežnika do odjemalca; Stranke ne morejo poslati sporočil nazaj z isto povezavo.
- Preprosta izvedba: Uporablja standardni HTTP in ne potrebuje posebnega protokola, ki presega vrsto pretočne mime.
- Auto-Reconnect: Podpira samodejne poskuse ponovne povezave s strani odjemalca, če povezava pade.
-samo besedilo: običajno omejeno na podatke o besedilu UTF-8, ne pa binarne.
- Manj režijskih stroškov: uporablja standardne mehanizme HTTP in je lažje integrirati z obstoječo infrastrukturo HTTP.
SSE ustreza aplikacijam, ki potrebujejo predvsem posodobitve v realnem času, ki jih vodijo strežniki, kot so viri novic, zalog ali obvestila o dogodkih v živo, vendar niso interaktivne, razen prejemanja sporočil. Je preprostejša in včasih bolj prijazna požarnega zidu kot WebSockets.
Tradicionalne tehnike HTTP: volišča in dolgo volišča
Pred WebSockets in SSE so bile posodobitve v realnem času pogosto izvajane z večkratnimi zahtevami HTTP:
- Anketa: Naročnik občasno pošlje zahteve HTTP, da zahteva strežnika za posodobitve. To je preprosto, vendar neučinkovito zaradi večkratnih zahtev, ki vodijo do visoke zamude in uporabe pasovne širine.
- Dolga volišča: Naročnik pošlje zahtevo HTTP, ki jo strežnik odpre, dokler niso na voljo novi podatki ali se zgodi časovna omejitev. Strežnik se nato odzove in odjemalec takoj pošlje še eno zahtevo. Dolga volišča zmanjšujejo zamude v primerjavi z volitvami, vendar še vedno vključuje pomembne režijske stroške pred večkratnimi cikli zahteve HTTP.
Te starejše metode so podprte povsod in jih je enostavno izvajati, vendar na splošno manj učinkovite in odzivne kot WebSockets ali WebRTC za komunikacijo v realnem času.
Primerjava webcockets z alternativami
- Zakasnitev in učinkovitost: WebSockets ponujajo manjše zamude kot metode HTTP zaradi obstojnih povezav in brez večkratnih glave HTTP nad glavo. WebRTC lahko doseže še nižje zamude kot WebSockets za prenos medsebojnih premestij z uporabo UDP in prilagodljivih načinov dostave, zaradi česar je primeren za medije v realnem času in neposredni prenos podatkov. SSE zagotavlja zmerno zakasnitev s preprostejšo nastavitev, vendar podpira samo posodobitve strežnika do odjemalca.
- Komunikacijska smer: WebSockets zagotavljajo popolno dupleksno (dvosmerno) komunikacijo; WebRTC omogoča dvosmerno komunikacijo med vrtenjem; SSE je samo strežnik do odjemalca; Metode anketiranja HTTP so sprožene s strankami in brez državljanstva.
-Uporaba primernost primera: WebSockets so idealni za aplikacije za klepet, igre za več igralcev, urednike sodelovanja in splošne aplikacije v realnem času, ki potrebujejo neprekinjeno dvosmerno komunikacijo. WebRTC je izbira za video/avdio konference v realnem času, varno skupno rabo datotek P2P in interaktivno pretakanje v živo. SSE najbolje deluje, kadar so potrebni samo pritiski na strežnik in odjemalec brez zapletene interakcije.
- Kompleksnost in izvedba: WebSockets zahtevajo podporo odjemalcev in strežnika, vendar so relativno enostavni za izvajanje. WebRTC zahteva dodatno signalno infrastrukturo in NAT Traversal nastavitve, zaradi česar je bolj zapleten. SSE je najlažje izvesti in odpravljanje napak z uporabo običajnega HTTP.
- razširljivost in obremenitev strežnika: WebRTC zmanjšuje obremenitev strežnika z vklopom prenosa podatkov v vrstniške povezave, čeprav signalizacija še vedno zahteva strežnike. WebSockets se zanaša na strežnik za upravljanje vseh povezav in sporočil, ki so lahko intenzivni viri v obsegu, vendar podpira centraliziran nadzor. Metode SSE in HTTP dajejo več obremenitve na strežnike zaradi večkratnih povezav ali enosmernega pretakanja.
-Varnost: WebSockets uporabljajo SSL/TLS (WSS: //) za šifrirane povezave, vendar je šifriranje od konca do konca odvisno od zasnove aplikacije. WebRTC nalaga šifriranje in vključuje varne protokole za medije in podatke, kar izboljšuje zasebnost. SSE podeduje varnostne mehanizme HTTP, vendar nima vgrajenega šifriranja zunaj HTTPS.