WebSocket (به اختصار WS) یکی از فناوری‌های مدرن است که امکان برقراری ارتباط دوطرفه و درلحظه بین کلاینت و سرور را فراهم می‌کند. برخلاف پروتکل HTTP که ارتباط به‌صورت درخواست و پاسخ است، WebSocket به شما اجازه می‌دهد تا یک ارتباط دائمی برقرار کرده و اطلاعات بدون نیاز به ایجاد اتصال مجدد رد و بدل شوند.
WebSocket چگونه کار می‌کند؟
وب سوکت در واقع یک پروتکل شبکه‌ای است که روی پروتکل TCP کار می‌کند. وقتی ارتباط WS برقرار می‌شود، یک اتصال پایدار و دوطرفه ایجاد می‌شود. سپس هم سرور و هم کلاینت می‌توانند اطلاعات را بدون نیاز به درخواست مکرر ارسال کنند. این به معنای کاهش قابل توجهی در حجم ترافیک شبکه و تأخیر زمانی است.
فرایند ابتدایی به این صورت است که مرورگر یا هر کلاینت دیگر با استفاده از پروتکل HTTP، درخواست اتصال WebSocket را به سرور ارسال می‌کند و سپس سرور باید فرایند Handshake را کامل کند. پس از تأیید سرور، این ارتباط به یک اتصال دائمی و پایدار تغییر می‌یابد.
به طور پیش‌فرض، پروتکل WebSocket از پورت 80 برای اتصالات وب‌سوکت معمولی (Regular) و پورت 443 برای اتصالات WebSocket از طریق TLS/SSL استفاده می‌کند. در حال حاضر، وب‌سوکت در بیشتر مرورگرهای اصلی از جمله گوگل کروم، فایرفاکس، سافاری و اوپرا پشتیبانی می‌شود.
این پروتکل در اکثر CDNها استفاده می‌شود. پشتیبانی ارائه‌دهنده CDN از این پروتکل می‌تواند یکی از نکات مهم در خرید و استفاده از سرویس شبکهٔ توزیع محتوا باشد.
کاربردهای WebSocket
WebSocket به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی که دارد، در اپلیکیشن‌های RealTime و سیستم‌هایی که نیاز به ارسال سریع و پیوستهٔ اطلاعات دارند بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. چند نمونه از این کاربردها عبارت‌اند از:
- چت‌های آنلاین: در اپلیکیشن‌های چت مانند واتساپ یا تلگرام، پیام‌ها باید بلافاصله بین کاربران ردوبدل شوند. WebSocket این امکان را فراهم می‌کند تا بدون نیاز به بارگذاری مجدد صفحه، پیام‌ها به صورت آنی ارسال و دریافت شوند.
- بازی‌های آنلاین: در بازی‌های چندنفره که بازیکنان باید به سرعت با هم تعامل داشته باشند، WebSocket کمک می‌کند تا داده‌ها درلحظه به سرورها و سایر بازیکنان ارسال شوند.
- آپدیت‌های RealTime در اپلیکیشن‌های مالی: در بازارهای مالی قیمت سهام یا ارز درلحظه تغییر می‌کند. پروتکل WebSocket به سرورها این امکان را می‌دهد تا تغییرات را درلحظه به کاربران منتقل کنند.
مزایای WebSocket
- اتصال پایدار و همیشگی: پس از برقراری اتصال، WS به کلاینت و سرور اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به باز کردن مجدد کانکشن، اطلاعات را به سرعت رد و بدل کنند.
- کاهش بار روی سرور: در مقایسه با روش‌های سنتی مثل Polling که در آن کلاینت در بازه‌های زمانی مشخص به سرور درخواست ارسال می‌کند، WS نیاز به ارسال درخواست‌های مکرر را حذف می‌کند. این موضوع باعث کاهش بار پردازشی سرور و کاهش پهنای باند مصرفی می‌شود.
- ارتباط RealTime: یکی از بزرگترین مزایای WS، امکان تبادل داده‌ها به‌صورت لحظه‌ای است. این ویژگی در اپلیکیشن‌هایی مثل چت آنلاین، بازی‌های چندنفره و سیستم‌های مالی بسیار کاربردی است.
- ساده‌سازی معماری: با وجود اینکه WS یک پروتکل ساده است، می‌تواند پیچیدگی‌های ناشی از معماری‌های مختلف را کاهش دهد. برای مثال، به‌جای استفاده از چندین پروتکل برای ارسال و دریافت داده‌ها، WS می‌تواند همه چیز را در یک پروتکل ساده و یکپارچه مدیریت کند.
معایب WebSocket
با وجود تمامی مزایای WebSocket، این تکنولوژی محدودیت‌ها و چالش‌هایی نیز دارد:
- پیچیدگی در مدیریت اتصال: مدیریت یک اتصال دائمی در طول زمان ممکن است با مشکلاتی نظیر قطعی شبکه یا قطع ارتباط به‌دلیل محدودیت‌های مختلف مواجه شود.
- پشتیبانی امنیتی: مانند هر تکنولوژی دیگر، WebSocket نیز نیاز به اقدامات امنیتی دارد. برای مثال، اگر از SSL استفاده نشود، ممکن است ارتباطات WebSocket به حملات مختلفی مثل شنود (man-in-the-middle) آسیب‌پذیر باشد.
- بارگذاری سرور در طولانی‌مدت: اگرچه WebSocket بار سرور را کاهش می‌دهد؛ اما در سناریوهایی که اتصال‌های همزمانِ زیادی در آن برقرار است، ممکن است منابع سرور به‌شدت درگیر شوند.
مقایسه WS با پروتکل HTTP
WS و HTTP هر دو پروتکل‌های انتقال داده هستند، اما تفاوت‌های کلیدی دارند. HTTP یک پروتکل مبتنی بر درخواست و پاسخ است که برای هر ارتباط جدید باید کانکشن مجدداً برقرار شود. از سوی دیگر، WS یک کانکشن واحد و دائمی را حفظ می‌کند که این امر باعث کاهش مصرف منابع و افزایش کارایی در ارتباط‌های طولانی‌مدت می‌شود.
از نظر کاربردی، HTTP برای اکثر وب‌سایت‌های استاتیک و اپلیکیشن‌هایی که نیازی به ارتباط RealTime ندارند مناسب است، در حالی که WS برای برنامه‌هایی که نیاز به تبادل سریع و پیوستهٔ داده دارند، مثل اپلیکیشن‌های RealTime، ضروری است.
پشتیبانی در وب‌سرورها
پروتکل WebSocket در وب‌سرور های مختلفی مانند NginX و Apache به همراه مرورگر های مختلفی پشتیبانی می‌شود که می‌توان از وب‌سرور ها به عنوان reverse proxy و load balancer برای پروژه‌های WebSocket استفاده کرد.
نتیجه‌گیری
WebSocket یک راهکار قدرتمند برای ایجاد ارتباطات RealTime و پایدار است که در اپلیکیشن‌هایی با نیاز به ارتباط سریع و بدون تأخیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از WebSocket، برنامه‌نویسان می‌توانند اپلیکیشن‌های پیچیده و RealTime مثل چت آنلاین، بازی‌های چندنفره و ابزارهای مالی را پیاده‌سازی کنند. با این حال، مانند هر تکنولوژی دیگر، WebSocket نیز با چالش‌هایی مثل امنیت و مدیریت اتصال‌ها روبروست که باید به دقت مدیریت شوند.
اگر نیاز به اطلاعات دقیق در مورد به‌کارگیری این پروتکل دارید، باید اطلاعات لازم در مورد ارتباط بین سرور،مرورگر، کلاینت و API این پروتکل را کسب کنید.