9 Websocket servery pro spolehlivé aplikace v reálném čase

WebSocket je obousměrný komunikační protokol, který využívá jediné TCP spojení pro výměnu dat, jak pro odesílání, tak i pro příjem.

Technicky vzato, WebSocket umožňuje plně duplexní komunikaci mezi serverem a klientem, což znamená, že data se mohou přenášet v reálném čase oběma směry současně. V počátečním konceptu se podobá protokolu HTTP, avšak nabízí více výhod a je určen pro odlišné scénáře použití.

Stejně jako při zadávání "http://" nebo "https://" do adresního řádku webového prohlížeče pro připojení k webové stránce, WebSocket používá vlastní schémata, konkrétně "ws://" nebo "wss://". Nicméně, tato schémata nelze zadávat přímo do adresního pole prohlížeče.

Pro běžného uživatele, který komunikuje s aplikací nebo službou prostřednictvím prohlížeče, nebude tento rozdíl patrný a není ani nutné, aby ho vnímal.

Nicméně, pro vývojáře je důležité mít o WebSocket podrobnější znalosti. V tomto článku se zaměříme na základní principy protokolu a představíme některé doporučené WebSocket servery, které můžete využít.

Rozdíly mezi WebSocket a HTTP

Před hlubším zkoumáním WebSocket je nezbytné pochopit, jak se liší od HTTP.

Jak funguje WebSocket server?

WebSocket server poslouchá na specifickém TCP portu serveru.

Server je aktivní součástí procesu vytváření spojení. Pro tento účel vykonává následující akce:

• Analyzuje požadavky od klientů.
• Posílá klientovi zpětné odezvy.
• Udržuje informace o připojených klientech.
• Čte a dešifruje maskovaná (zašifrovaná) data, která jsou odeslána klienty.

Podrobné informace o vytváření a implementaci WebSocket serverů naleznete v oficiální dokumentaci od Mozilly.

Jak probíhá připojení k WebSocket serveru?

Nyní, když máte představu o protokolu WebSocket a jeho serveru, podívejme se, jak celý proces funguje.

Pro navázání WebSocket spojení je nutné nejprve provést HTTP spojení.

I když HTTP není hlavním protagonistou, má klíčovou roli v úvodní fázi procesu. Celý technický postup lze shrnout do tří hlavních kroků:

• Klient odešle HTTP požadavek serveru s odpovídajícími hlavičkami, které signalizují požadavek na upgrade protokolu.
• V reakci na tento požadavek server potvrdí přechod na protokol WebSocket.
• Následně klient ověří, že došlo k úspěšnému upgradu spojení a připraví se na zahájení datového přenosu.

Pokud máte zájem o podrobnější informace o fungování, zabezpečení, požadavcích na klienta a server a dalších aspektech, doporučuje se prostudovat dokument Internet Standards Track.

Proč se WebSockets upřednostňují pro připojení v reálném čase?

WebSockets byly vyvinuty jako odpověď na omezení, která má protokol HTTP.

HTTP spojení jsou jednosměrná, což znamená, že je nutné vyčkat na dokončení požadavku, než může dojít k další akci.

Existuje sice řešení nazvané long-polling, které však funguje tak, že HTTP požadavek má prodloužený časový limit. Server využívá tento prodloužený čas k čekání a odesílání dat bez nutnosti nového HTTP požadavku.

Nicméně, toto řešení zatěžuje serverové zdroje i v době, kdy nedochází k přenosu dat.

Připojení v reálném čase si nemohou dovolit čekací dobu. Data musí proudit ze serveru neustále, aby byly splněny požadavky klienta.

WebSockets nabízejí plně duplexní spojení, které zůstává aktivní, dokud ho server nebo klient neukončí.

Tímto způsobem získáte spolehlivost a obousměrnou komunikaci, která je zásadní pro vytváření aplikací v reálném čase.

Pokud máte zájem o využití stejných výhod při vytváření aplikací, zde jsou některé z vynikajících WebSocket serverových řešení:

Soketi

Soketi je jednoduché, bezplatné a open-source řešení, které vám umožňuje soustředit se na architekturu serveru. Jeho cílem je poskytovat rychlý WebSocket server, který je kompatibilní s Pusherem a nabízí integrovanou správu aplikací.

Nabízí také serverless WebSocket službu, kterou lze implementovat pomocí Cloudflare Workers. V době psaní tohoto článku byla tato služba v otevřené beta verzi.

Pokud hledáte WebSocket server s maximální možností přizpůsobení pro váš vlastní server, Soketi je skvělou volbou.

Nicméně, nenabízí žádné on-premise ani spravované řešení.

Socket.io

Socket.IO je dalším open-source projektem, který poskytuje jednoduchý komunikační kanál mezi serverem a klientem.

Podporuje návrat k long-polling HTTP v případě ztráty spojení a automaticky se pokusí znovu připojit.

Navíc je kompatibilní s Deno, moderním běhovým prostředím pro JavaScript a TypeScript, které je napsáno v Rustu.

Jedná se o velmi oblíbený WebSocket server, který můžete používat na svém serveru zdarma. Další informace najdete v oficiální dokumentaci, protože nenabízí on-premise implementaci.

Pie Socket

Pokud hledáte WebSocket řešení pro vaši firmu nebo podnik a nevadí vám za něj platit, Pie Socket je vynikající volbou.

Pie Socket je prémiová služba, kterou využívají i velké společnosti jako RedHat a Akamai.

Nabízí také rozhraní WebSocket API pro mobilní zařízení, počítače a IoT zařízení. Můžete si vybrat preferovanou regionální serverovou lokalitu, využít podporu blockchainu a upřednostnit zákaznickou podporu, která vám pomůže s vaším podnikáním.

Pie Socket nabízí 14denní zkušební verzi (bez nutnosti zadávání platební karty), abyste si ho mohli vyzkoušet.

SocketCluster

Socket Cluster je zajímavá sada nástrojů, kterou lze implementovat i v Kubernetes.

Podporuje ověřování JWT, umožňuje monitorování a řízení datových toků a pomáhá předcházet únikům paměti. SocketCluster také garantuje, že pořadí zpráv nebude narušeno a jeho implementace i škálování je jednoduché.

ws

ws je knihovna pro Node.js WebSocket, která se snadno používá a nabízí rychlou implementaci pro klienty i servery.

Je to neuvěřitelně oblíbený klient a server pro WebSocket aplikace v Node.js, který nabízí mnoho funkcí. Jedná se o další bezplatný a open-source projekt, který můžete využít dle svých potřeb.

Cowboy

Cowboy je jednoduchý a rychlý HTTP server s podporou WebSocket, který je postaven pomocí kódu Erlang.

Už jen díky použití Erlang je velmi vhodný pro vytváření aplikací v reálném čase, které vyžadují vysokou dostupnost. Můžete ho například zkusit využít pro bankovní systémy a systémy elektronického obchodování.

Sockette

Sockette je lehká knihovna, která obaluje WebSocket a umožňuje automatické opětovné připojení v případě ztráty spojení.

Bohužel, projekt již není aktivně udržován. Nicméně, můžete ho vyzkoušet pro váš konkrétní případ použití.

Websocketd

Websocketd je nástroj příkazové řádky, který vám pomůže zabalit existující program příkazové řádky a umožnit k němu přístup prostřednictvím WebSocket.

Měl by vám pomoci snadno vytvářet aplikace s podporou WebSocket.

Podobně jako předchozí projekt, ani tento se již aktivně nevyvíjí. Můžete ho však vyzkoušet pro své projekty. Pro více informací navštivte jeho GitHub stránku.

NetCoreServer

Jak už název napovídá, NetCoreServer je knihovna pro .NET Core (napsaná v C#), která podporuje protokoly HTTP(S), WebSocket a další protokoly pro připojení.

Podporuje také integraci protokolu pro zasílání zpráv s Fast Binary Encoding, což zajišťuje, že asynchronní socket server je velmi rychlý a má nízkou latenci.

Pro více informací si můžete prohlédnout jeho stránku na GitHubu a dokumentaci.

Server pro obsluhu WebSocket spojení je nezbytný

I když si můžete vybrat jakýkoli WebSocket server a implementovat ho dle vašich požadavků, většina z nich využívá mechanismus reverzní proxy, který minimalizuje zatížení serveru a zajišťuje jeho maximální odezvu.

Miliony uživatelů využívají služby, které fungují na protokolu WebSocket. Od chatovacích aplikací až po online hry pro více hráčů – bez WebSocket serveru bychom měli vážné potíže s rychlou komunikací a získáváním informací.

Jak již bylo řečeno, měli byste vybrat ten nejlepší WebSocket server pro vaše specifické požadavky. Chcete-li mít plnou kontrolu a neomezenou škálovatelnost za zlomek nákladů, je klíčové, abyste si vyzkoušeli správu serveru sami.

Vyberte si to řešení, které poskytuje maximální spolehlivost, kterou váš projekt vyžaduje.