WebSocket är en kommunikationsmetod med dubbelriktad dataöverföring, som nyttjar en enda TCP-anslutning för att sända och ta emot information.
Tekniskt sett etablerar WebSocket en full-duplex-förbindelse mellan en server och en klient, vilket möjliggör informationsutbyte i realtid. Initialt liknar det HTTP, men med fler möjligheter och en distinkt tillämpningsområde.
Precis som man anger http:// eller https:// i webbläsarens adressfält för att nå en webbsida, använder WebSocket ett annat protokollschema, som ws:// eller wss://. Det sistnämnda kan dock inte användas direkt i webbläsarens adressfält.
Som användare som interagerar med en applikation eller tjänst via en webbläsare, är skillnaden oftast osynlig och inget du behöver tänka på.
Det är dock värdefullt för utvecklare att ha kunskap om WebSocket. Jag kommer att belysa grunderna, tillsammans med rekommendationer på WebSocket-servrar du kan använda.
WebSocket kontra HTTP
Innan vi granskar WebSocket, är det viktigt att förstå dess skillnader från HTTP.
| WebSocket | HTTP |
| Dubbelriktad kommunikation | Enkelriktad kommunikation |
| Servern kan skicka data utan att vänta på en klientförfrågan efter att anslutningen är upprättad. | Servern måste invänta en förfrågan från klienten, vilket kan kräva flera anslutningar. |
| Lämplig för realtidsapplikationer, chattfunktioner eller spel. | Lämplig för allt som inte kräver dubbelriktade anslutningar. |
| Anslutningen bryts bara om klienten eller servern stänger den. | Anslutningen avslutas efter varje förfrågan/svar från klienten eller servern. |
| Exempel: Flerspelarspel, meddelandeappar, aktiedata. | Exempel: Google-sökning, sociala medier och webbläsarnotifikationer. |
Hur fungerar en WebSocket-server?
En WebSocket-server är aktivt lyssnande på en specifik port i en TCP-server.
Servern är en aktiv part i att initiera anslutningar. För att åstadkomma detta, utför den följande steg:
- Tolkar förfrågningar från klienter.
- Skickar tillbaka svar till klienten från servern.
- Håller koll på alla klienter som är anslutna.
- Avkrypterar den data som klienten skickar (maskerad).
För en djupare förståelse om hur man skapar och skriver WebSocket-servrar, kan du läsa Mozillas officiella dokumentation.
Hur etableras en WebSocket-serveranslutning?
Nu när vi har gått igenom WebSocket-protokollet och dess server, hur fungerar det hela?
En HTTP-anslutning krävs för att initiera en WebSocket-anslutning.
HTTP är initialt drivkraften, men inte huvudaktören. Allt detta kan summeras i tre steg:
- Klienten sänder en HTTP-anslutningsbegäran till servern med specifika headrar som begär en uppgradering av protokollet.
- Servern svarar genom att bekräfta övergången till WebSocket-protokollet.
- Klienten verifierar att protokollet är uppgraderat och börjar överföra data.
Om du vill lära dig mer om funktionssätt, säkerhetsmodeller, krav på klient/server, kan du läsa dokumentationen för Internet Standards Track.
Varför är WebSockets att föredra för realtidsanslutningar?
WebSockets har utvecklats som en lösning på begränsningar som finns i HTTP.
HTTP-anslutningar är enkelriktade, vilket innebär att du måste vänta på att en begäran ska slutföras innan en ny kan startas.
En lösning som kallas lång polling finns tillgänglig, men detta ger HTTP-begäran en lång timeout-period. Servern utnyttjar denna timeout för att skicka data utan att en ny HTTP-förfrågan skickas.
Nackdelen är att detta binder serverresurserna, även när ingen dataöverföring sker.
Realtidsanslutningar har inte tid med väntetider. Data måste flöda kontinuerligt från servern för att kunna möta klientens behov.
WebSockets ger en full-duplex-anslutning som hålls vid liv tills servern eller klienten avbryter anslutningen.
Du får pålitlighet och dubbelriktad kommunikation, vilket möjliggör utveckling av realtidsapplikationer.
Om du vill dra nytta av dessa fördelar i dina applikationer, är här några utmärkta WebSocket-serveralternativ:
Soketi
Soketi är en lättanvänd, gratis och öppen källkodslösning som låter dig fokusera på serverarkitektur. Den är utformad för att vara en snabb WebSocket-server som är kompatibel med Pusher och erbjuder inbyggd applikationshantering.
Soketi tillhandahåller också en serverlös WebSocket-tjänst som kan distribueras till Cloudflare Workers. Vid tiden för detta skrivande befann den sig i öppen beta.
Om du planerar att driftsätta en WebSocket-server med hög anpassningsbarhet på din egen server, är Soketi ett utmärkt val.
Det erbjuder tyvärr ingen lokal eller hanterad lösning.
Socket.io
Socket.IO är ännu ett öppen källkodsprojekt som skapar en kommunikationskanal med låg overhead mellan servern och klienten.
Den stöder fallback till HTTP long polling om anslutningen bryts och försöker automatiskt återansluta.
Den är också kompatibel med Deno, en modern runtime för JavaScript och TypeScript, byggd med Rust.
En väldigt populär WebSocket-server som kan användas gratis på din egen server. För mer information kan du konsultera den officiella dokumentationen, då den inte tillhandahåller en lokal distributionstjänst.
Pie Socket
Om du söker en WebSocket-lösning för ditt företag eller verksamhet och inte har något emot att betala, är Pie Socket ett utmärkt alternativ.
Pie Socket är en premiumtjänst som används av företag som RedHat och Akamai för vissa funktioner.
Den erbjuder också WebSocket API för mobila enheter, datorer och IoT-enheter. Du kan välja din önskade serverregion, få stöd för blockchain och prioriterad kundsupport för din verksamhet.
Pie Socket erbjuder en 14-dagars testperiod (utan kreditkort) så att du kan testa den.
SocketCluster
Socket Cluster är en intressant verktygslåda som också kan distribueras till Kubernetes.
Den stöder JWT-autentisering, låter dig övervaka och strypa dataströmmar, och hjälper till att undvika minnesläckor. SocketCluster anger också att meddelandeordningen inte kommer att störas och kan enkelt distribueras och skalas.
ws
ws är ett Node.js WebSocket-bibliotek som är lätt att använda och har en snabb klient/server-implementering.
Det är en mycket populär WebSocket-klient och server för Node.js-applikationer som har stöd för många funktioner. Ännu ett gratis och öppen källkodsprojekt som kan anpassas efter dina behov.
Cowboy
Cowboy är en enkel och snabb HTTP-server med WebSocket-stöd, byggd med Erlang-kod.
Bara för att den använder Erlang gör den i sig värdefull för att utveckla realtidsapplikationer som kräver hög tillgänglighet. Ett exempel är banker och e-handelssystem.
Sockel
Sockette är ett lättviktigt ”omslag” runt WebSocket som kan återansluta automatiskt om en anslutning bryts.
Tyvärr är projektet inte aktivt underhållet längre. Du kan dock testa det för ditt användningsfall.
Websocketd
Websocketd är ett kommandoradsverktyg som hjälper dig att paketerar ett existerande kommandoradsprogram och ger åtkomst via en WebSocket.
Det kan vara användbart för att bygga WebSocket-kompatibla applikationer på ett enkelt sätt.
I likhet med det tidigare projektet, är det inte aktivt utvecklat. Du kan dock testa det för ditt användningsområde. Utforska Github-sidan för mer information.
NetCoreServer
Som namnet antyder, är NetCoreServer ett .NET Core-bibliotek (byggt med C#) som stöder HTTP(S), WebSocket och flera anslutningsprotokoll.
Det stödjer integrering av meddelandeprotokoll med snabb binär kodning, vilket gör att asynkrona socket-servern är supersnabb och har låg latens.
Du kan utforska dess GitHub-sida och dokumentation för mer information.
En server för att hantera WebSocket-anslutningar är ett måste
Även om du kan välja vilka WebSocket-servrar som helst och implementera dem efter dina behov, använder majoriteten av dem en omvänd proxy-mekanism. Detta minimerar belastningen på servern och ser till att den är så responsiv som möjligt.
Miljontals användare interagerar med tjänster som i grunden använder WebSocket-protokollet, från chatt-applikationer till spel med flera spelare. Utan en WebSocket-server skulle vi ha stora problem med att kommunicera/ta emot information i snabb takt.
Med det sagt, välj den bästa WebSocket-servern utifrån dina behov. Det är en god idé att hantera den själv om du vill ha total kontroll och obegränsad skalbarhet till en lägre kostnad.
Välj den som ger den maximala pålitligheten som ditt projekt förtjänar.