Die Grundlage der gesamten digitalen Welt ist die Kommunikation zwischen Maschinen. Autorisierte Clients erstellen eine Anfrage, die der Server erhält, interpretiert und eine entsprechende Antwort bereitstellt. Dies ist das allgemeine Verständnis der digitalen Kommunikation für gewöhnliche Menschen. Allerdings ist die Arbeit hinter den Kulissen komplex und mühsam.
Anwendungsentwickler müssen viel Arbeit leisten, um sicherzustellen, dass diese Client-Server-Kommunikation ordnungsgemäß funktioniert. Die Wahl des richtigen Kommunikationsprotokolls ist eine dieser Aufgaben. Wenn Entwickler versuchen, ein geeignetes Kommunikationsprotokoll auszuwählen, werden sie auf zwei gängige Konzepte stoßen: HTTP und WebSocket.
Die Klärung dieser beiden, ihrer Gemeinsamkeiten, Funktionen und anderer Aspekte ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die richtige Option basierend auf den tatsächlichen Bedürfnissen gewählt wird.
Einführung in HTTP#
Lass uns zunächst HTTP verstehen. Es ist wahrscheinlich das am häufigsten verwendete Protokoll im Bereich der digitalen Kommunikation. Die erste Version von HTTP wurde 1989 veröffentlicht, mit begrenzter Funktionalität und Anwendungsspektrum. Aber es wurde schnell verbessert und aufgerüstet, um groß angelegte Kommunikation zwischen Browsern und Servern zu unterstützen.
HTTP ist ein einseitiges Protokoll, was bedeutet, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine Partei in der Kommunikation Informationen senden oder empfangen kann. Wenn ein Client eine Anfrage an einen Server sendet, wird diese Anfrage in Form von HTTP oder HTTPS gesendet, und der Server sendet eine entsprechende, eindeutige Antwort an den Client, nachdem er die Anfrage erhalten hat. Jede HTTP- oder HTTPS-Anfrage stellt eine neue Verbindung mit dem Server her und beendet die Verbindung automatisch, nachdem die Antwort empfangen wurde.
Einige Hauptmerkmale von HTTP sind:
- Zustandslos
- Kann basierend auf verbindungsorientierten Protokollen arbeiten (wie SCTP und TCP)
- Informationen sind in ASCII kodiert
- Die Hauptkomponenten einer HTTP-Anfrage umfassen HTTP-Version (HTTP/1.1, HTTP/2, HTTP/3), Methode, HTTP-Header, Hostinformationen und Nachricht
Was ist WebSocket?#
WebSocket ist ein Kommunikationsprotokoll, das eine Echtzeit-zwei-Wege-Kommunikation zwischen Client und Server ermöglicht.
WebSocket ist ein Protokoll zur Erstellung von Echtzeit-zwei-Wege-Kommunikationskanälen in Webanwendungen. Anders als bei herkömmlichen HTTP-Anfragen (normalerweise eine Anfrage entspricht einer Antwort) kann WebSocket dauerhafte Verbindungen herstellen, die es dem Server ermöglichen, Daten in Echtzeit an den Client zu senden und auch Daten vom Client zu empfangen. Im Vergleich zu herkömmlichem Polling reduziert WebSocket den Netzwerkverkehr und die Latenz erheblich, was die Effizienz und Geschwindigkeit der Datenübertragung verbessert. Es ist besonders geeignet für die Entwicklung von Echtzeit-Webanwendungen und Online-Spielen.
Einige Hauptmerkmale von WebSocket sind:
- Basierend auf dauerhaften TCP-Verbindungen, die geöffnet bleiben, bis der Client oder Server eine Beendigungsanforderung initiiert
- Auf dem HTTP-Protokoll aufgebaut, alle WebSocket-Anfragen werden über das Standard-HTTP-Protokoll gesendet und dann als spezifische Headerinformationen Upgrade auf der Serverseite identifiziert
- Das WebSocket-Protokoll basiert auf Frames (Datenpaketen), ein komplettes Datenpaket kann in mehrere Frames unterteilt werden, wobei jeder Frame einen Teil der Daten und Headerinformationen enthält
Die Beziehung zwischen HTTP und WebSocket#
Aus der obigen Einführung können wir sehen, dass sowohl HTTP als auch WebSocket-Protokolle:
- Verwenden das TCP-Protokoll für die Datenübertragung
- Werden für die Kommunikation zwischen Client und Server verwendet
Wir können die Unterschiede zwischen HTTP und WebSocket anschaulicher durch die folgende Tabelle zeigen.
| HTTP | WebSocket |
|---|
| Stellt für jede Anfrage eine neue Verbindung her (es sei denn, es werden HTTP-Langzeitverbindungen verwendet, wie HTTP/1.1 Keep-Alive), und schließt die Verbindung nach Beendigung der Kommunikation | Die Verbindung bleibt nach erfolgreichem ersten Handshake geöffnet, es sei denn, sie wird aktiv geschlossen oder ein Fehler tritt auf |
| Einseitiger Kommunikationsmodus, Client sendet Anfrage, Server gibt Antwort zurück, jede neue Kommunikation erfordert die erneute Herstellung der Verbindung | Zwei-Wege-Kommunikationsmodus, nach Herstellung der Verbindung können Client und Server jederzeit Daten senden, ohne die Verbindung erneut herzustellen |
| Bei jeder Kommunikation müssen vollständige Anfrage- und Antwortheader gesendet werden, daher ist der Overhead groß für häufige Kurznachrichtenkommunikation | Sobald die Verbindung hergestellt ist, ist die Datenübertragung leichter, es ist nicht erforderlich, jedes Mal Headerinformationen zu übertragen, geeignet für hochfrequente, latenzarme Kommunikationsbedürfnisse |
| Hauptsächlich verwendet zum Übertragen relativ stabiler Daten | Hauptsächlich verwendet zum Übertragen von Echtzeitdaten |
| Aufgrund der Notwendigkeit, für jede Anfrage Verbindungen neu zu etablieren und notwendige Informationen durch Header etc. zu übermitteln, werden die Bandbreitennutzungseffizienz und die Antwortgeschwindigkeit beeinträchtigt | Dauerhafte Verbindung eliminiert die Schritte der Etablierung von Verbindungen und der notwendigen Informationen für jede Anfrage, was zu niedrigerer Latenz und höherer Bandbreitennutzungseffizienz führt |
| Häufige Anfragen beeinträchtigen die Leistung | Häufige Anfragen beeinträchtigen die Leistung nicht |
Wie wählt man das zu verwendende Protokoll aus?#
Basierend auf dem Vergleich der Vor- und Nachteile von HTTP und WebSocket im vorherigen Abschnitt können wir Nutzungsszenarien aus zwei verschiedenen Dimensionen bewerten:
- Ob sich die Daten schnell ändern und ob das Geschäft auf Echtzeitdaten angewiesen ist
- Ob häufige Zwei-Wege-Kommunikation beteiligt ist
Zum Beispiel, wenn Jack eine Video-Chat-Anwendung erstellen möchte, bei der jeder Benutzer Echtzeit-Video-Daten vom Chat-Partner empfangen und seine eigenen Videostream-Daten an die andere Partei senden muss, dann ist WebSocket die beste Wahl.
Logto's Admin Console muss nicht häufig die aktuelle Ressourcennutzung des angemeldeten Benutzers abrufen, da sich Ressourcen nur ändern, wenn Benutzer Konfigurationen ändern. Es muss nur rechtzeitig den Ressourcenstatus abrufen, wenn Benutzer auf Ressourcen zugreifen. Aus dieser Perspektive ist HTTP sehr geeignet für das Nutzungsszenario der Logto Admin Console. Ähnlich kann für die meisten Cloud-Dienst-Dashboards HTTP als Kommunikationsprotokoll zwischen Dashboard und Server gewählt werden.
