WebSockets เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการซิงโครไนซ์ข้อมูลแบบเรียลไทม์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเว็บแอปพลิเคชัน แต่เป็นเพียงหนึ่งในหลายวิธีที่มีให้สำหรับการสื่อสารแบบเรียลไทม์ ทางเลือกหลักของ WebSockets ได้แก่ WEBRTC, เหตุการณ์เซิร์ฟเวอร์-เซิร์ฟเวอร์ (SSE) และวิธีการที่ใช้ HTTP แบบดั้งเดิมเช่นที่เหลือร่วมกับการสำรวจหรือการสำรวจระยะยาว แต่ละวิธีมีลักษณะเฉพาะข้อดีและข้อ จำกัด ที่ส่งผลกระทบต่อความเหมาะสมสำหรับสถานการณ์การซิงโครไนซ์ข้อมูลแบบเรียลไทม์ที่แตกต่างกัน
ภาพรวม WebSockets
WebSockets สร้างช่องทางการสื่อสารแบบต่อเนื่องระหว่างไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์ผ่านการเชื่อมต่อ TCP เดียว การเชื่อมต่อนี้ได้รับการบำรุงรักษานอกเหนือจากการจับมือกันครั้งแรกอนุญาตให้ส่งข้อความไปมาได้ตลอดเวลาด้วยเวลาแฝงและค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด ลักษณะสำคัญของ WebSockets:
- การเชื่อมต่อแบบถาวร: WebSockets เปิดการเชื่อมต่อโดยลดเวลาแฝงโดยไม่จำเป็นต้องใช้ HTTP Handshakes ซ้ำ
- การสื่อสารแบบดูเพล็กซ์เต็มรูปแบบ: ทั้งไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์สามารถส่งข้อความพร้อมกันได้
- การสื่อสารของรัฐ: การเชื่อมต่อรักษาสถานะในช่วงอายุการใช้งานช่วยให้การแลกเปลี่ยนข้อความประสานงานโดยไม่ต้องหันไปใช้วัฏจักรการตอบสนองแบบไร้สัญชาติ
- ความยืดหยุ่นของน้ำหนักบรรทุก: WebSockets รองรับรูปแบบข้อมูลไบนารีและข้อความการปล่อยให้แอปพลิเคชันส่งข้อมูลที่ซับซ้อนเช่นวัตถุ JSON รูปภาพหรือสตรีมไบนารีอื่น ๆ
- เวลาแฝงต่ำ: ส่วนหัวขนาดเล็กและการเชื่อมต่อแบบถาวรลดเวลาการเดินทางไปกลับสำหรับข้อความ
WebSockets มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องใช้การสื่อสารแบบต่อเนื่องแบบสองทางเช่นบริการแชทเกมออนไลน์เครื่องมือทำงานร่วมกันและการอัปเดตข้อมูลสดจากตลาดการเงินหรือกีฬา
WebRTC สำหรับการซิงค์ข้อมูลแบบเรียลไทม์
WEBRTC (การสื่อสารแบบเรียลไทม์เว็บ) เป็นเทคโนโลยีที่ออกแบบมาเป็นหลักสำหรับการสื่อสารแบบเพียร์ทูเพียร์ที่รองรับเสียงวิดีโอและการสตรีมข้อมูลแบบเรียลไทม์โดยตรงระหว่างเบราว์เซอร์หรืออุปกรณ์โดยไม่ต้องใช้เซิร์ฟเวอร์ส่วนกลางเพื่อถ่ายทอดปริมาณการใช้งาน ในขณะที่ WebSockets มุ่งเน้นไปที่การสื่อสารของลูกค้า-เซิร์ฟเวอร์ WEBRTC เปิดใช้งานการเชื่อมต่ออุปกรณ์โดยตรงกับอุปกรณ์โดยตรง ประเด็นสำคัญ ได้แก่ :
-สถาปัตยกรรมแบบเพียร์ทูเพียร์: อนุญาตให้ข้อมูลโดยตรงและการแลกเปลี่ยนสื่อระหว่างลูกค้าผ่านเซิร์ฟเวอร์หลังจากการส่งสัญญาณเริ่มต้น
- การสนับสนุนสื่อ: สนับสนุนการสตรีมแบบเรียลไทม์ของเสียงและวิดีโอพร้อมกับข้อมูลซึ่งแตกต่างจาก WebSockets ซึ่งจัดการการสื่อสารข้อมูลเท่านั้น
-ความปลอดภัย: การเข้ารหัสแบบ end-to-end เป็นสิ่งจำเป็นใน WEBRTC เพื่อให้มั่นใจว่าการส่งข้อมูลที่ปลอดภัย
- Nat Traversal: รวมการสนับสนุนในตัวสำหรับ NAT Traversal โดยใช้น้ำแข็ง, stun และ turn protocols เพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายที่แตกต่างกัน
- การตั้งค่าที่ซับซ้อน: ต้องใช้เซิร์ฟเวอร์การส่งสัญญาณการเจรจาต่อรองเซสชันและการประสานงานก่อนที่เพื่อนจะสามารถสร้างการเชื่อมต่อโดยตรง
WEBRTC เก่งในกรณีการใช้งานที่ต้องการการสตรีมมัลติมีเดียคุณภาพสูงและการแบ่งปันข้อมูลการกระจายอำนาจเช่นการประชุมทางวิดีโอเหตุการณ์สดการถ่ายโอนไฟล์และแอปพลิเคชันที่มุ่งเน้นเพียร์ นอกจากนี้ยังสามารถลดแบนด์วิดท์และโหลดเซิร์ฟเวอร์เนื่องจากข้อมูลไหลโดยตรงระหว่างอุปกรณ์ผู้เข้าร่วม
เหตุการณ์เซิร์ฟเวอร์ (SSE)
เหตุการณ์เซิร์ฟเวอร์ที่อยู่เป็นทางเลือกที่ง่ายกว่าสำหรับการอัปเดตแบบเรียลไทม์ที่ใช้ช่องทางเดียวที่เซิร์ฟเวอร์สามารถส่งข้อมูลไปยังไคลเอนต์ผ่านการเชื่อมต่อ HTTP เดียว คุณสมบัติของ SSE:
-รองรับการสื่อสารแบบทิศทางเดียว: รองรับการอัปเดตเซิร์ฟเวอร์กับลูกค้าเท่านั้น ลูกค้าไม่สามารถส่งข้อความกลับมาโดยใช้การเชื่อมต่อเดียวกัน
- การใช้งานอย่างง่าย: ใช้ HTTP มาตรฐานและไม่จำเป็นต้องมีโปรโตคอลพิเศษนอกเหนือจากประเภทการสตรีมมิ่ง
- การเชื่อมต่ออัตโนมัติ: รองรับการเชื่อมต่อการเชื่อมต่ออัตโนมัติโดยไคลเอนต์หากการเชื่อมต่อลดลง
-ข้อความเท่านั้น: โดยทั่วไปจะ จำกัด เฉพาะข้อมูลข้อความ UTF-8 ไม่ใช่ไบนารี
- ค่าใช้จ่ายน้อยกว่า: ใช้กลไก HTTP มาตรฐานและง่ายต่อการรวมเข้ากับโครงสร้างพื้นฐาน HTTP ที่มีอยู่
SSE เหมาะกับแอปพลิเคชันที่ต้องการการอัปเดตแบบเรียลไทม์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซิร์ฟเวอร์เป็นหลักเช่นฟีดข่าว, ทิกเกอร์สต็อกหรือการแจ้งเตือนเหตุการณ์สด แต่ไม่ได้โต้ตอบเกินกว่ารับข้อความ มันง่ายกว่าและบางครั้งก็เป็นมิตรกับไฟร์วอลล์มากกว่า WebSockets
เทคนิค HTTP แบบดั้งเดิม: การสำรวจและการสำรวจระยะยาว
ก่อนที่ WebSockets และ SSE การอัปเดตแบบเรียลไทม์มักจะถูกนำไปใช้โดยใช้คำขอ HTTP ซ้ำ ๆ :
- การสำรวจ: ไคลเอนต์ส่งคำขอ HTTP เป็นระยะเพื่อขอการอัปเดตเซิร์ฟเวอร์ นี่เป็นเรื่องง่าย แต่ไม่มีประสิทธิภาพเนื่องจากคำขอซ้ำ ๆ ที่นำไปสู่การใช้เวลาแฝงและแบนด์วิดท์สูง
- การสำรวจระยะยาว: ไคลเอนต์ส่งคำขอ HTTP ซึ่งเซิร์ฟเวอร์เปิดอยู่จนกว่าจะมีข้อมูลใหม่หรือหมดเวลาเกิดขึ้น จากนั้นเซิร์ฟเวอร์จะตอบกลับและไคลเอนต์จะส่งคำขออื่นทันที การสำรวจระยะยาวช่วยลดเวลาแฝงเมื่อเทียบกับการสำรวจ แต่ยังคงเกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายที่สำคัญจากรอบการร้องขอ HTTP ซ้ำ ๆ
วิธีการเก่าเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนทุกที่และใช้งานง่าย แต่โดยทั่วไปมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและตอบสนองได้น้อยกว่า WebSockets หรือ WEBRTC สำหรับการสื่อสารแบบเรียลไทม์
การเปรียบเทียบ webSockets กับทางเลือกอื่น
- เวลาแฝงและประสิทธิภาพ: WebSockets เสนอเวลาแฝงต่ำกว่าวิธี HTTP เนื่องจากการเชื่อมต่อแบบถาวรและไม่มีค่าใช้จ่าย HTTP ส่วนหัวซ้ำ ๆ WEBRTC สามารถบรรลุความหน่วงแฝงที่ต่ำกว่า WebSockets สำหรับการถ่ายโอนแบบเพียร์ทูเพียร์โดยใช้ UDP และโหมดการจัดส่งที่ยืดหยุ่นซึ่งทำให้เหมาะสำหรับสื่อแบบเรียลไทม์และการถ่ายโอนข้อมูลโดยตรง SSE ให้เวลาแฝงในระดับปานกลางพร้อมการตั้งค่าที่ง่ายกว่า แต่รองรับการอัปเดตเซิร์ฟเวอร์กับลูกค้าเท่านั้น
- ทิศทางการสื่อสาร: WebSockets ให้การสื่อสารแบบดูเพล็กซ์เต็มรูปแบบ (สองทิศทาง); WebRTC เปิดใช้งานการสื่อสารแบบสองทิศทางแบบเพียร์ทูเพียร์ SSE เป็นเซิร์ฟเวอร์กับลูกค้าเท่านั้น วิธีการสำรวจ HTTP นั้นได้รับการริเริ่มโดยลูกค้าและไร้สัญชาติ
-ใช้ความเหมาะสมของเคส: WebSockets เหมาะสำหรับแอพแชทเกมผู้เล่นหลายคนบรรณาธิการร่วมกันและแอพเรียลไทม์ที่มีวัตถุประสงค์ทั่วไปที่ต้องการการสื่อสารแบบสองทางอย่างต่อเนื่อง WebRTC เป็นตัวเลือกสำหรับการประชุมวิดีโอ/เสียงแบบเรียลไทม์การแชร์ไฟล์ P2P ที่ปลอดภัยและการสตรีมสดแบบโต้ตอบ SSE ทำงานได้ดีที่สุดเมื่อจำเป็นต้องใช้ข้อมูลเซิร์ฟเวอร์ต่อลูกค้าเท่านั้นโดยไม่ต้องมีการโต้ตอบที่ซับซ้อน
- ความซับซ้อนและการใช้งาน: WebSockets ต้องการการสนับสนุนไคลเอนต์และเซิร์ฟเวอร์ แต่ค่อนข้างตรงไปตรงมาในการใช้งาน WebRTC ต้องการโครงสร้างพื้นฐานการส่งสัญญาณเพิ่มเติมและการตั้งค่า NAT Traversal ทำให้ซับซ้อนมากขึ้น SSE นั้นง่ายที่สุดในการใช้งานและดีบักโดยใช้ HTTP ทั่วไป
- ความสามารถในการปรับขนาดและการโหลดเซิร์ฟเวอร์: WEBRTC ลดการโหลดเซิร์ฟเวอร์โดยการถ่ายโอนการถ่ายโอนข้อมูลไปยังการเชื่อมต่อแบบเพียร์แม้ว่าการส่งสัญญาณยังคงต้องใช้เซิร์ฟเวอร์ WebSockets พึ่งพาเซิร์ฟเวอร์เพื่อจัดการการเชื่อมต่อและข้อความทั้งหมดซึ่งสามารถใช้ทรัพยากรได้อย่างมากในระดับ แต่รองรับการควบคุมส่วนกลาง วิธี SSE และ HTTP ทำให้โหลดเซิร์ฟเวอร์มากขึ้นเนื่องจากการเชื่อมต่อซ้ำหรือการสตรีมแบบทางเดียว
-ความปลอดภัย: WebSockets ใช้ SSL/TLS (WSS: //) สำหรับการเชื่อมต่อที่เข้ารหัส แต่การเข้ารหัสแบบ end-to-end ขึ้นอยู่กับการออกแบบแอปพลิเคชัน WEBRTC ได้รับคำสั่งการเข้ารหัสและรวมโปรโตคอลที่ปลอดภัยสำหรับสื่อและข้อมูลเพิ่มความเป็นส่วนตัว SSE สืบทอดกลไกการรักษาความปลอดภัย HTTP แต่ขาดการเข้ารหัสในตัวนอกเหนือจาก HTTPS