- WebSocket: простым языком о том, что это?
- Когда можно использовать WS?
- Особенности установки соединения посредством WebSocket
- Подготовка и отправка запросов
- Ответ
- Отличительные особенности WS от HTTP
- WS-протокол: тонкости открытия соединения
- Пример открытия соединения
- Подведение итогов
Существуют разнообразные методики передачи данных от браузера (приложения) к серверу, а также в обратной последовательности. Сегодня человечество живет во времена, когда коммерция работает по одному простому принципу – выигрывает только быстрый, максимально открытый к общению бизнес. Когда речь заходит о приложениях, достигнуть таких целей возможно посредством технологии WebSocket.
ВебСокеты также могут носить название «протокол передачи информации очень высокой производительности», который необходим, чтобы создавать эффективную коммуникацию между клиентами-серверами. Предлагаем более подробно поговорить о том, что такое технология WebSocket, какими он представлен преимуществами, особенностями для разработчиков веб-приложений.
WebSocket: простым языком о том, что это?
Веб-сокет – это двусторонний протокол. Он достаточно часто применяется для построения канала коммуникации между клиентом и сервером. Относится к двунаправленным, поэтому передача информации осуществляется в два направления: от сервера к клиентам, а также наоборот.
Соединение, которое устанавливается посредством WS, будет сохранено до того момента, пока не будет принято решение о его прерывание одной из сторон коммуникации. Когда один участник прерывает соединение, другой не сможет продолжать контакт – происходит разрыв связи для двух сторон в автоматическом режиме.
Для инициирования соединения, протокол связи нуждается в поддержке HTTP. Такой порядок вещей является базовой частью современной разработки приложений, для которых характерен непрерывный поток данных, несинхронизированный трафик. Использование WS предоставляет возможность вести коммуникацию в онлайн-режиме, обеспечивать практически мгновенную передачу данных без промедления, задержек.
Веб-сокеты в наше время активно используют для разработки:
- многопользовательских игр;
- приложений-мессенджеров;
- сервисов, предназначенных для совместной работы разных пользователей.
Важно понимать, что под понятием «клиент» в такой двусторонней коммуникации понимается смартфон пользователя или приложение на ПК, а «сервер» – удаленный персональный компьютер, где хранится сайт или данные, связанные с ресурсом.
Когда можно использовать WS?
Web Socket является очень важным инструментом, помогающим настроить взаимодействие между клиентами, сервером. По этой причине необходимо понимать, какие он предлагает возможности, вариации задействования. Оптимальным методом вебсокет является для:
- Разработки web-приложения, которые функционируют онлайн (в режиме реального времени).
Эти утилиты, как правило, отличаются регулярным отображением сведений, получаемых от клиента. Такие данные отправляются посредством внутреннего сервера постоянно, WS помогает реализовывать их отправку без перебоев, а также передачу посредством открытого соединения. Задействование такого инструмента позволяет ускорить обмен файлами, улучшить производительность программы. Например, возможности вебсокет идеально подходят для сайтов, которые занимаются торговлей криптовалютой. С помощью инструмента возможно быстро обрабатывать данные, отправляемые внутренним сервером клиенту.
- Создания чат-приложений.
Специалисты, которые занимаются разработкой таких программ, отдают предпочтение ВебСокет, так как с его помощью можно одноразово обмениваться, публиковать или транслировать сообщения (send messages). Чтобы отправлять и получать информацию, потребуется использовать идентичное WS-соединение. Такой подход позволяет гарантировать коммуникации легкость и высокую скорость.
- Разработки игрового софта.
В процессе создания игр необходимо, чтобы сервер систематически получал сведения без запроса на обновление пользовательского интерфейса. Использование вебсокет предоставляет возможность реализовать это без непосредственного вмешательства со стороны в интерфейс игрового софта.
Также инструмент идеально подходит для создания разнообразных торговых приложений, для которых характерна высокая изменчивость котировок, стоимости в онлайн-режиме, а также управления устройствами в IoT, функционирования социальных сетей и push-уведомлений.
Особенности установки соединения посредством WebSocket
Перед использованием такого инструмента важно разобраться в том, как происходит организация взаимодействия между сервером, клиентом с помощью WS. Процедура стартует непосредственно с handshake (что в переводе «рукопожатие»), что подразумевает задействование wss либо ws. Проведем параллель для более правильного понимания процесса – по аналогии с HTTP, а также протоколом с высоким уровнем защиты HTTPS.
В данной схеме обе стороны руководствуются базовым протоколом создания соединения посредством вебсокет. Настройка канала связи стартует с расширения запросов HTTP рядом необходимых заголовков. Речь идет про:
- сonnection:upgrade;
- upgrade:Websocket;
- sec-Websocket-key.
Соединение открывается в несколько стадий, на которых предлагаем остановиться более подробно.
Подготовка и отправка запросов
Добавление Сonnection:Upgrade говорит о том, что вебсокет является handshake. Sec-Websocket-Key обязательно представлено значением, которое генерируется случайно в процессе каждого WS-handshake, с помощью языка кодирования Base64. В составе данного запроса представлен заглавие ключа.
Совместно каждый заголовок, который описан выше в данной статье, образуют специальный GET-HTTP-запрос. Важно понимать, что Sec-Websocket-Version содержит версию вебсокет-протокола, доступного для использования клиентами.
Ответ
Это заглавие представлено в формате Sec-WebSocket-Accept. В него попадает значение, направленное участнику коммуникации в виде Sec-Websocket-Key. Привязка ответной информации осуществляется ко спецификации инструмента, поэтому активно применяется, чтобы устранить сведения, которые могли ввести в заблуждение. Простым языком – эта структура предоставляет возможность повысить безопасность API, блокировать неправильно настроенные сервера от возможного создания ошибок в процессе разработки любого программного обеспечения.
Отличительные особенности WS от HTTP
В процессе выбора протокола, чтобы организовать клиент-серверное взаимодействие, потребуется разобраться, чем отличаются HTTP и вебсокет. Оба варианта могут использоваться для установки взаимосвязи между утилитой и внутренним сервером.
Протокол HTTP является однонаправленным. Поэтому после реализации «запрос-ответ», такое соединение автоматически закрывается. Все последующие запросы в обязательном порядке открывают новое соединение со внутренним сервером. Простым языком – какое количество запросов отправляется, такая численность соединений должна быть выполнена.
Сама отправка сведений осуществляется с определенной задержкой, так как существуют накладные расходы, направленные на открытие при всех «запросах-ответах» новых соединений. Также есть сетевая, серверная нагрузки, которые возникают по причине большого количества регулярных запросов. Сегодня в чистом формате HTTP применяется не так часто – все больше разработчиков отдают предпочтение протоколу с высоким уровнем защиты HTTPS.
Инструмент Websocket считается двунаправленным, полнодуплексным. Поэтому с его помощью можно получать, передавать сообщения одновременно. Веб-сокет позволяет выполнять это большое количество раз, оставаясь в единственном открытом соединении. При этом скорость взаимодействия намного выше, чем при использовании HTTP, при этом пакеты отправляются также через TCP.
WS предлагает также возможность зашифровать информацию, которая передается между сторонами взаимосвязи. Для этого необходимо задействовать надстройку над привычным протоколом передачи сведений – WSS. Если передавать информацию в незашифрованном виде, существует риск столкнуться с противозаконным доступом иных сторон к клиенту, а также применению вредоносного программного обеспечения.
Задействование WSS позволяет кодировать сведения на стороне отправителя, а также раскодировать уже при получении. Это значит, что сведения остаются зашифрованными для любых пользователей, которые не являются участниками коммуникации. Таким образом достигается высокий уровень безопасности транспортного уровня.
WS-протокол: тонкости открытия соединения
Протокол Вебсокет – разновидность фреймового протокола, представленного разными дискретными блоками с данными. Для понимания принципов работы данного инструмента, потребуется разобраться в его составе. Главные компоненты:
- бит FIN (базовый компонент WS, автоматически генерирующаяся в процессе настройки соединения);
- бит RSV1-RSV3 (данные элементы зарезервированы под разнообразные дополнительные опции);
- opcode (компонент всех фреймов);
- бит Mask (происходит его активация в случае, если бит задан в виде единицы).
Для каждого сведения полезной нагрузки в вебсокет применяются разные ключи, которые выбираются клиентами. Сочетание двух компонентов (ключа маски, а также данные полезной нагрузки) предоставляют возможность обмениваться такой информацией посредством операции XOR. Такой подход является необходимым для безопасности разнообразных API-утилит. Причина актуальности заключается в том, что маскирование предотвращает некорректную интерпретацию кэша (cache).
Пример открытия соединения
Чтобы установить соединение посредством данной технологии, нужно выполнить создание объекта под названием new WebSocket. Для этого потребуется прописать в URL выбранный пользователем протокол WS (WSS).
let socket = newWebSocket(«ws://javascript.info»)
Как только данный объект будет создан, необходимо слушать внимательно все его события, которых только лишь четыре:
- OPEN – установление коммуникации;
- MESSAGE – получение сведений;
- ERROR – возникновение неполадки;
- CLOSE – закрытие коммуникации.
Если необходимо отправить какую-либо информацию, потребуется выполнить вызов посредством socket.send (data). Приведем пример:
const socket = new WebSocket(‘ws://localhost:8080’);
socket.add Event Listener (‘open’, (event) => {
socket.send (‘Привет, сервер!’);
});
socket.add Event Listener(‘message’, (event) => {
console.log(‘Message from server ‘, event.data);
});
socket.addEventListener(‘close’, (event) => {
console.log(‘The connection has been closed’);
});
На сервере потребуется идентичным образом выполнить обработке заданных запросов WebSocet. К примеру, в Node.js возможно задействовать WS, чтобы создать стабильное соединение и обработать получаемые SMS.
const WebSocket = req (‘ws’);
const ws = new WebSocket.Server({ port: 8080 });
ws.on(‘connection’, (wsConnection) => {
wsConnection.on (‘message’, (message) => {
console.log (`server received: ${message}`);
});
wsConnection.send (‘got your message!’);
});
Как можно заметить, открытие веб-сокет-соединения происходит максимально быстро и просто, не вызывая каких-либо сложностей и проблем.
Подведение итогов
WebSocet – легкий, быстрый, современный протокол, который помогает устанавливать стабильное клиент-серверное соединение. Использование данного инструмента обеспечивает неразрывность взаимосвязи, высочайшую безопасность передаваемых данных. Такой протокол помогает максимально упростить разработку разнообразных приложений, работающих в режиме онлайн.
В некоторых ситуациях WS демонстрирует себя намного лучше, чем использование стандартного HTTP, так как поддерживает двустороннюю связь. Такая коммуникация актуальна для сайтов финансовых компаний, фондовых бирж, интернет-гейминга, программ для транзакций с криптовалютой, мессенджеров. Сегодня вебсокет считается источником полезных возможностей для разработчиков программного обеспечения благодаря улучшенной безопасности, поддержке работы с разными ресурсами.
