WebSocket یک پروتکل مبتنی بر TCP است که برای ارتباط بین مرورگر کاربر و سرور به کار می‌رود. این پروتکل به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد تا به صورت دو طرفه (Full-Duplex) و بدون نیاز به انجام درخواست‌های مجدد، داده‌هایی را بین مرورگر و سرور انتقال دهند. WebSocket در تمام مرورگرهای مدرن پشتیبانی می‌شود و از اساسی ترین و پایه ای ترین فناوری های ارتباطات در زمینه توسعه برنامه‌های وب به شمار می‌رود.
با استفاده از WebSocket، امکان برقراری ارتباط بین مرورگر و سرور برای انتقال داده‌ها و اطلاعات به صورت پایدار می‌باشد. به عبارت دیگر، پروتکل WebSocket به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد تا بدون نیاز به ارسال درخواست‌های مجدد، داده‌ها را به صورت دائمی بین مرورگر و سرور منتقل کنند. با استفاده از این قابلیت وب می‌توان بهره بیشتری، از ارتباط بین برنامه‌های کاربردی گرفت. این پروتکل برای بسیاری از کاربردهای وب مانند برنامه‌های چت، بازی‌های آنلاین، به‌روزرسانی‌های منظم و …. استفاده می‌شود.
آنچه در این مقاله می خوانید:
WebSocket چگونه کار می‌کند؟
WebSocket با استفاده از یک اتصال TCP به سرور متصل می‌شود و پروتکلی برای انتقال داده‌های درون این اتصال برقرار می‌کند. این اتصال دائمی و بدون وقفه است و تفاوت آن با HTTP در این است که در HTTP، برای هر درخواست، یک اتصال جدید برقرار می‌شود.
وقتی که ارتباط WebSocket بین مرورگر و سرور برقرار می‌شود، ابتدا مرورگر یک درخواست handshake به سرور ارسال می‌کند. این handshake شامل یک header است که شامل یک کلید رمزنگاری شده است. سرور پس از دریافت این درخواست، یک پاسخ handshake ارسال می‌کند که شامل یک کلید رمزنگاری دیگر است. سپس مرورگر و سرور از این کلید‌ها برای رمزنگاری و رمزگشایی داده‌های ارسالی و دریافتی استفاده می‌کنند.
پس از برقراری اتصال، WebSocket از یک پروتکل Message-oriented استفاده می‌کند. به عنوان مثال، در WebSocket یک پیام به صورت یک فریم ارسال می‌شود. این فریم شامل اطلاعاتی مانند نوع پیام، طول پیام و داده‌های آن است. سپس سرور این فریم را دریافت کرده و پردازش می‌کند.
از آن‌جایی که WebSocket از یک اتصال دائمی و بدون وقفه استفاده می‌کند، نیازی به ارسال مکرر درخواست به سرور نیست و این باعث کاهش ترافیک شبکه و تاخیر در ارسال و دریافت داده‌ها می‌شود. همچنین وب سوکت این امکان را به توسعه‌دهندگان می‌دهد که داده‌های زنده مانند ویدئو و صدا را به صورت پویا در برنامه‌های وب پخش کنند.
شیوه استفاده از Web Socket
برای استفاده از WebSocket، برنامه‌نویسان باید از API مربوط به WebSocket استفاده کنند. با استفاده از این API، برنامه‌نویسان می‌توانند به راحتی بین مرورگر و سرور ارتباط برقرار کنند و داده‌های خود را به صورت پایدار انتقال دهند. همچنین، WebSocket برای برنامه‌نویسان امکاناتی مانند ارسال پیام‌ها به صورت مستقیم، برقراری ارتباط بین چندین کاربر و همگام‌سازی داده‌ها را فراهم می‌کند.
مزایای استفاده از WebSocket
استفاده از WebSocket به بسیاری از برنامه‌های وب اجازه می‌دهد که به صورت دائمی و بدون وقفه با سرور ارتباط برقرار کنند. این پروتکل می‌تواند برای انتقال داده‌های زنده مانند ویدئو و صدا، پویایی در برنامه‌های وب، بازی‌های چندنفره آنلاین و برقراری ارتباط بین برنامه‌های کاربردی مختلف استفاده شود. استفاده از وب سوکت مزایای زیادی را به همراه دارد که در ادامه تعدادی از آنها را توضیح می‌دهیم:
کاهش تعداد درخواست‌های مجدد
با استفاده از وب سوکت، برنامه‌نویسان می‌توانند داده‌های خود را به صورت دائمی بین مرورگر و سرور منتقل کنند؛ در نتیجه تعداد درخواست‌های مجدد برای دریافت داده‌ها به حداقل ممکن می‌رسد.
کاهش ترافیک شبکه
در HTTP، برای هر درخواست، یک اتصال جدید برقرار می‌شود؛ اما با استفاده از وب سوکت، نیازی به برقراری اتصال جدید برای هر درخواست نیست. این امر باعث کاهش ترافیک شبکه و کاهش تاخیر در ارسال و دریافت داده‌ها می‌گردد.
ارتباط دوطرفه
WebSocket به برنامه‌نویسان اجازه می‌دهد تا داده‌ها را به صورت دوطرفه بین مرورگر و سرور ارسال کنند و در نتیجه برنامه‌های کاربردی وب تعاملی‌تر و پویاتر می‌شوند.
کاهش تأخیر
استفاده از WebSocket به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد که ارتباط بین مرورگر و سرور را با استفاده از یک اتصال دائمی و بدون وقفه برقرار کنند. این اتصال دائمی می‌تواند به کاهش تاخیر و بهبود کارایی برنامه‌های وب کمک کند.
در مقایسه با HTTP که به صورت دوطرفه عمل نمی‌کند و برای هر درخواست، پاسخی از سمت سرور دریافت می‌کند، وب سوکت به صورت دوطرفه (Full-Duplex) عمل می‌کند. این بدین معناست که اگر سرور داده‌ای را به مرورگر ارسال کند، مرورگر می‌تواند بدون ارسال درخواست دوباره، پاسخ خود را به سرور ارسال کرده و داده‌های جدید را دریافت کند. این قابلیت باعث می‌شود که کارایی و سرعت برنامه‌های وب بهبود یافته و تاخیر کاهش یابد.
پشتیبانی از cross-domain
در برخی از موارد، WebSocket به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا ارتباط بین برنامه‌های وب را از دامنه‌های مختلف برقرار کنند، که این قابلیت برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده مفید است.
افزایش سرعت و کارایی برنامه
با استفاده از WebSocket، برنامه‌ها می‌توانند به صورت real-time با کاربران ارتباط برقرار کنند و به سرعت برای پاسخ به تغییرات و درخواست‌های کاربران واکنش نشان دهند، که این ویژگی می‌تواند به بهبود کارایی و سرعت برنامه کمک کند.
پشتیبانی از برنامه‌های چندگانه
وب سوکت، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد که برنامه‌هایی را برای هماهنگی و همزمان‌سازی اطلاعات و ارسال داده‌های real-time بین چندین دستگاه یا برنامه استفاده کنند. به طور خاص، پشتیبانی از برنامه‌های چندگانه در WebSocket به معنای این است که برنامه‌ها به صورت همزمان و بدون تأخیر، از یک اتصال مشترک WebSocket برای ارسال و دریافت داده‌ها استفاده می‌کنند.
امکان مدیریت و پشتیبانی از بار کاری بالا
با استفاده از وب سوکت، سرور می‌تواند برای پاسخ به درخواست‌های بسیاری از کاربران در همان زمان، از یک اتصال مشترک WebSocket استفاده کند، که این قابلیت می‌تواند به بهبود مدیریت و پشتیبانی از بار کاری بالا در سرور کمک کند.
کاهش مصرف منابع
با استفاده از WebSocket، مصرف منابع سرور و مرورگر مانند حجم حافظه و پردازنده کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در HTTP برای هر درخواست، یک اتصال جدید برقرار می‌شود که می‌تواند به هدر رفتن منابع سرور منجر شود؛ اما با استفاده از WebSocket، نیازی به اتصال جدید برای هر درخواست نیست؛ بنابراین مصرف منابع سرور و مرورگر کاهش می‌یابد.
امنیت بالا
WebSocket از SSL / TLS برای رمزنگاری داده‌های ارسالی و دریافتی استفاده می‌کند، که امنیت بالایی را در ارتباطات بین مرورگر و سرور ایجاد می‌کند.
در نهایت، باید به این نکته اشاره کنیم که برای استفاده از Web Socket در برنامه‌های تحت وب، باید سرور و مرورگر از این پروتکل پشتیبانی کنند. برای مثال، برنامه‌های تحت وبی که از Node.js در سمت سرور استفاده می‌کنند، به راحتی می‌توانند از وب سوکت استفاده کنند. همچنین، مرورگرهای مدرنی که از HTML5 پشتیبانی می‌کنند، به صورت پیش‌فرض از Web Socket پشتیبانی می‌کنند.
در نتیجه، Web Socket یک پروتکل بسیار کارآمد و مفید برای برنامه‌های تحت وب است. با استفاده از این پروتکل، می‌توانید یک ارتباط دوطرفه و دائمی بین مرورگر و سرور برقرار کنید و به راحتی اطلاعات با حجم بالا را ارسال کنید. همچنین، Web Socket برای برنامه‌هایی که نیاز به چت آنلاین دارند، بسیار مناسب است و به دلیل سرعت و کارآمدی بالای خود، در بسیاری از برنامه‌های تحت وب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سوالات متداول
وب‌سوکت یک فناوری ارتباطی است که به توسعه‌دهندگان وب اجازه می‌دهد تا ارتباطی real-time و دوطرفه بین مرورگر و سرور برقرار کنند. با استفاده از وب‌سوکت، برنامه‌ها می‌توانند به صورت real-time با کاربران ارتباط برقرار کنند و به سرعت برای پاسخ به تغییرات و درخواست‌های کاربران واکنش نشان دهند.
آیا استفاده از وب سوکت امن است؟
بله، WebSocket از SSL / TLS برای رمزنگاری داده‌های ارسالی و دریافتی استفاده می‌کند، که امنیت بالایی را در ارتباطات بین مرورگر و سرور ایجاد می‌کند.
آیا وب‌سوکت با HTTP متفاوت است؟
بله، وب سوکت با پروتکل HTTP متفاوت است. در حالی که HTTP یک پروتکل request-response و یک طرفه است، وب سوکت یک پروتکل دوطرفه است که به صورت real-time بین مرورگر و سرور ارتباط برقرار می‌کند. همچنین، در HTTP درخواست‌ها به صورت یک طرفه بین مرورگر و سرور منتقل می‌شوند و پس از ارسال درخواست، مرورگر منتظر پاسخ از سرور می‌ماند. در مقابل، در وب‌سوکت ارتباط بین مرورگر و سرور به صورت real-time و دوطرفه است و داده‌ها بین دو طرف به صورت مستقیم و بدون نیاز به ارسال درخواست انتقال می‌یابند.
منابع:
https://www.techtarget.com/whatis/definition/WebSocket
https://www.ibm.com/docs/en/was-liberty/core?topic=liberty-websocket
