WebSocket: Tulang Belakang Komunikasi Masa Nyata dalam Aplikasi Web Moden

Dalam dunia aplikasi web yang sentiasa berkembang, komunikasi masa nyata telah menjadi ciri yang mesti ada. Daripada pemberitahuan langsung, permainan dalam talian dan pemesejan masa nyata kepada pengeditan kolaboratif, pengguna mengharapkan interaksi yang lancar dan segera. WebSocket ialah protokol berkuasa yang memenuhi permintaan ini dengan menyediakan saluran komunikasi dupleks penuh dan kependaman rendah antara pelanggan dan pelayan.

Dalam blog ini, kami akan mendalami WebSocket, merangkumi cara ia berfungsi, kelebihannya, kes penggunaan dunia sebenar dan panduan asas untuk pelaksanaan.

---

Jadual Kandungan

1. Pengenalan kepada WebSocket
2. WebSocket lwn. HTTP: Perbezaan Utama
3. Cara WebSocket Berfungsi
4. Protokol WebSocket dan Jabat Tangan
5. Kelebihan Menggunakan WebSocket
6. Aplikasi WebSocket Dunia Sebenar
7. Melaksanakan WebSocket dalam JavaScript
8. Kebimbangan Keselamatan dengan WebSocket
9. Kesimpulan

---

1. Pengenalan kepada WebSocket

WebSocket ialah protokol komunikasi yang menyediakan sambungan berterusan antara pelanggan (biasanya penyemak imbas) dan pelayan, membenarkan pemindahan data dua hala, masa nyata. Ia telah diseragamkan oleh IETF sebagai RFC 6455 dan telah disokong secara meluas oleh penyemak imbas moden.

Sambungan berasaskan HTTP tradisional terutamanya tindak balas permintaan, bermakna pelanggan memulakan setiap interaksi. Sebaliknya, WebSocket mendayakan talian komunikasi terbuka, membolehkan kedua-dua pelanggan dan pelayan menghantar data antara satu sama lain pada bila-bila masa, tanpa overhed untuk mewujudkan semula sambungan berulang kali.

---

2. WebSocket lwn. HTTP: Perbezaan Utama

Ciri HTTP WebSocket

Feature	HTTP	WebSocket
Connection Type	Half-duplex	Full-duplex
Communication	Request-response	Bi-directional
Connection Persistence	New connection per request	Persistent connection
Latency	Higher	Lower
Usage Suitability	Static content delivery	Real-time applications

Jenis Sambungan Separuh dupleks Dupleks penuh Komunikasi Jawapan-permintaan Dwiarah Kegigihan Sambungan Sambungan baharu setiap permintaan Sambungan berterusan Latensi Lebih tinggi Bawah Kesesuaian Penggunaan Penghantaran kandungan statik Aplikasi masa nyata

Walaupun HTTP sesuai untuk halaman web statik dan perkhidmatan RESTful, WebSocket bersinar dalam aplikasi yang memerlukan aliran data yang berterusan, seperti penstriman langsung, pemberitahuan dan permainan dalam talian.

---

3. Cara WebSocket Berfungsi

Protokol WebSocket menaik taraf sambungan HTTP sedia ada kepada WebSocket. Jabat tangan awal ini berlaku melalui HTTP, selepas itu sambungan menukar protokol, membenarkan pemindahan data dupleks penuh.

1. Permintaan Pelanggan: Pelanggan menghantar permintaan HTTP dengan pengepala yang menunjukkan keinginan untuk meningkatkan ke WebSocket.
2. Respons Pelayan: Jika pelayan menyokong WebSocket, ia bertindak balas dengan pengepala yang menerima peningkatan.
3. Sambungan Berterusan: Selepas berjabat tangan, sambungan WebSocket yang berterusan diwujudkan, yang boleh kekal terbuka selama mana yang diperlukan oleh kedua-dua pihak.

Sambungan ini membolehkan komunikasi yang cekap dan berterusan dengan overhed minimum, tidak seperti HTTP, yang memerlukan sambungan baharu untuk setiap interaksi.

---

4. Protokol WebSocket dan Jabat Tangan

Protokol WebSocket beroperasi melalui TCP dan menggunakan port 80 untuk sambungan biasa dan port 443 untuk sambungan selamat (WSS).

Proses Berjabat Tangan

Berikut ialah contoh jabat tangan WebSocket biasa:

Permintaan Pelanggan:

GET /chat HTTP/1.1
Host: example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Version: 13

Respons Pelayan:

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=

Selepas pelayan bertindak balas dengan 101 Switching Protocols, sambungan WebSocket dibuka dan kedua-dua pelanggan dan pelayan boleh menghantar bingkai data.

---

5. Kelebihan Menggunakan WebSocket

1. Latensi Rendah: WebSocket meminimumkan kependaman dengan mengekalkan satu sambungan terbuka, mengurangkan masa yang dihabiskan untuk mewujudkan dan menutup sambungan.
2. Kecekapan: Tidak seperti tinjauan HTTP, WebSocket hanya menghantar data yang diperlukan tanpa pengepala HTTP tambahan, menjadikannya ringan dan cekap lebar jalur.
3. Komunikasi Dupleks Penuh: WebSocket membenarkan aliran data serentak antara klien dan pelayan, sesuai untuk aplikasi masa nyata.
4. Skalabiliti: Memandangkan sambungan WebSocket berterusan, ia membenarkan aplikasi mengendalikan banyak sambungan aktif secara serentak, menjadikannya lebih mudah untuk skala.

---

6. Aplikasi Dunia Sebenar WebSocket

WebSocket ialah protokol pilihan untuk aplikasi yang memerlukan komunikasi dua hala masa nyata. Beberapa kes penggunaan biasa termasuk:

• Aplikasi Sembang Langsung: Pemesejan masa nyata dalam aplikasi seperti WhatsApp atau Slack.
• Permainan Dalam Talian: Untuk permainan yang memerlukan interaksi segera antara berbilang pemain.
• Ticker Kewangan: Kemas kini stok atau mata wang kripto masa nyata.
• Skor Sukan Langsung: Kemas kini berterusan tentang skor atau acara permainan.
• Alat Kolaboratif: Aplikasi seperti Dokumen Google yang berbilang pengguna bekerja pada dokumen yang sama.

---

7. Melaksanakan WebSocket dalam JavaScript

Berikut ialah contoh asas untuk menyediakan sambungan WebSocket dalam JavaScript:

JavaScript Bahagian Pelanggan

GET /chat HTTP/1.1
Host: example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Version: 13

Sisi Pelayan (Contoh Node.js)

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=

---

8. Kebimbangan Keselamatan dengan WebSocket

Walaupun kelebihannya, WebSocket menimbulkan beberapa cabaran keselamatan:

• Tiada Perlindungan CSRF Asli: WebSocket tidak mempunyai perlindungan terbina dalam terhadap Pemalsuan Permintaan Merentas Tapak (CSRF).
• Terdedah kepada Serangan DOS: Sambungan berterusan boleh dieksploitasi untuk serangan penafian perkhidmatan dengan membanjiri pelayan.
• Mengurangkan Risiko: Laksanakan WebSocket (WSS) selamat untuk menyulitkan trafik, mengesahkan permintaan pelanggan dan menggunakan perpustakaan WebSocket dengan ciri keselamatan terbina dalam.

Dengan menggunakan Secure WebSocket (WSS), anda boleh melindungi penghantaran data melalui WebSocket dengan cara yang serupa dengan HTTPS.

---

9. Kesimpulan

WebSocket telah mengubah cara kami membina dan berinteraksi dengan aplikasi web. Dengan mendayakan komunikasi dupleks penuh, kependaman rendah, WebSocket telah menjadi penting dalam mencipta aplikasi masa nyata yang dinamik. Daripada sembang langsung dan permainan kepada penanda kewangan, keupayaan WebSocket untuk mengekalkan sambungan berterusan membuka kemungkinan tanpa had.

Atas ialah kandungan terperinci WebSocket: Tulang Belakang Komunikasi Masa Nyata dalam Aplikasi Web Moden. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!