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단점은 서버측에서 보낼 내용이 없어도 클라이언트는 알 수 없기 때문에 계속해서 request를 보내 확인을 해야하고, 지속적인 연결과 해제는 handshake가 필요하기 때문에 서버에 부담을 준다. 클라이언트가 많아질수록 더욱 커지게 된다.
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[웹소켓] WebSocket의 개념 및 사용이유, 작동원리, 문제점
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주제에 대한 기사 평가 웹 소켓 단점
- Author: 우아한Tech
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- Date Published: 2020. 11. 24.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=MPQHvwPxDUw
[웹소켓] WebSocket의 개념 및 사용이유, 작동원리, 문제점
오늘은 웹소켓에 대해 알아보겠습니다.
● 웹소켓(WebSocket)의 배경
: 인터넷이 나오고 HTTP를 통해서 서버로부터 데이터를 가져오기 위해서는 오로지 URL을 통한 요청이 유일한 방법이었습니다. 때문에 아이디 중복 확인과 같은 유효성 검사는 서버로 데이터를 보내는 중간과정에서 새로운 페이지 요청을 하게 되었습니다.
여기서 발전된 방식이 Ajax통신으로 클라이언트에서 XMLHttpRequest 객체를 이용하여 서버에 요청을 보내면 서버가 응답을 하는 방식입니다.
페이지 요청이 아닌 데이터 요청이라 부분적으로 정보를 갱신할 수 있게 됩니다.
즉, 사용자의 이벤트로부터 Javascript는 사용자가 작성한 값이 쓰여진 DOM을 읽습니다.
그리고 XMLHttpRequest 객체를 통해 웹서버에 해당 값을 전송하고 웹서버는 요청을 처리하고 XML, Text, JSON 등을 이용하여 XMLHttpRequest 객체에 전송합니다.
그런다음 JavaScript가 해당 응답정보를 DOM에 쓰여집니다.
Ajax를 사용하면 새로운 HTML을 서버로부터 받아야하는 것이 아닌 동일한 페이지의 일부를 수정할 수 있는 가능성이 생기고, 사용자 입장에서는 페이지 이동이 발생되지 않고 페이지 내부 변화만 일어나게 해주므로 그만큼의 자원과 시간을 아낄수 있습니다.
하지만, Ajax도 결국 HTTP를 이용하기 때문에 요청을 보내야 응답이 옵니다.
변경된 데이터를 가져오기 위해서 버튼을 누른다거나 일정 시간 주기로 요청을 보낸다면 번거로울 뿐더러 자원 낭비입니다.
예를 들어 주식에서 기업의 주가를 보려면 매번 버튼을 갱신해서 요청을 하고 서버는 이에 응답을 해주는 것 입니다.
이러한 문제들을 해결하기 위해 웹소켓이 탄생합니다.
● 웹소켓(WebSocket)의 개념
: 2014년 10월 28일의 HTML5 버전이 나올 때 함께 등장했던 웹소켓은 2016년 11월 1일 HTML5.1버전이 나오고
2017년 12월 14일 HTML5.2버전이 나올때까지 지속적으로 발전해나아갔습니다.
웹소켓은 HTTP와 같이 약속입니다.
(HTTP의 개념을 모르신다면, choseongho93.tistory.com/164?category=803676 참고해주세요.)
Transport protocol의 일종으로 서버와 클라이언트 간의 효율적인 양방향 통신을 실현하기 위한 구조입니다.
웹소켓은 단순한 API로 구성되어있으며, 웹소켓을 이용하면 하나의 HTTP 접속으로 양방향 메시지를 자유롭게 주고받을 수 있습니다.
위 배경에서 웹소켓이 나오기 이전에는 모두 클라이언트의 요청이 없다면, 서버로부터 응답을 받을 수 없는 구조였습니다.
웹소켓은 이러한 문제를 해결하는 새로운 약속이었습니다.
웹소켓에서는 서버와 브라우저 사이에 양방향 소통이 가능합니다. 브라우저는 서버가 직접 보내는 데이터를 받아들일 수 있고, 사용자가 다른 웹사이트로 이동하지 않아도 최신 데이터가 적용된 웹을 볼 수 있게 해줍니다. 웹페이지를 ‘새로고침’하거나 다른 주소로 이동할 때 덧붙인 부가 정보를 통해서만 새로운 데이터를 제공하는 웹서비스 환경의 빗장을 본질적으로 풀어준 셈입니다.
웹에서도 채팅이나 게임, 실시간 주식차트와 같은 실시간이 요구되는 응용프로그램의 개발을 한층 효과적으로 구현할 수 있게 됩니다.
가상화폐의 분산화 기술의 핵심도 WebSocket으로 구현할 수 있습니다.
● 작동원리
서버와 클라이언트간의 웹소켓 연결을 HTTP프로토콜을 통해 이루어집니다.
연결이 정상적으로 이루어진다면 서버와 클라이언트 간에 웹소켓 연결(TCP/IP기반)이 이루어지고 일정 시간이 지나면
HTTP연결은 자동으로 끊어집니다.
기본적으로 웹소켓 API는 아주 간단한 기능들만을 제공하기 때문에 대부분의 경우 SockJS나 Socket.IO같은 오픈 소스 라이브러리를 많이 사용하고 있으며 메시지 포맷 또한 STOMP같은 프로토콜을 같이 이용합니다.
● 문제점
1. 프로그램 구현에 보다 많은 복잡성을 초래합니다.
– 웹 소켓은 HTTP와 달리 Stateful protocol이기 때문에 서버와 클라이언트 간의 연결을 항상 유지해야 하며 만약 비정상적으로 연결이 끊어졌을때 적절하게 대응해야 한다. 이는 기존의 HTTP 사용시와 비교했을때 코딩의 복잡성을 가중시키는 요인이 될 수 있습니다.
2. 서버와 클라이언트 간의 Socket 연결을 유지하는 것 자체가 비용이 듭니다.
– 특히나 트래픽 양이 많은 서버같은 경우에는 CPU에 큰 부담이 될 수 있습니다.
3. 오래된 버전의 웹 브라우저에서는 지원하지 않습니다. (물론 SockJS 라이브러리 같은 경우에는 Fallback option을 제공하고 있습니다.)
● 대표적인 사용 예
1. 페이스북과 같은 SNS APP
2. LOL 같은 멀티플레이어 Game
3. 위치 기반 APP
4. 증권 거래 정보 사이트 및 APP
5. 화상 채팅 APP
6. 구글 Doc 같이 여러 명이 동시 접속해서 수정할 수 있는 Tool
Ref : HTTP에서부터 WEBSOCKET까지. . | by Chullin | Medium
WebSocket 이란? :: DuckDevelope (tistory.com)
[Node.js] 소켓서버 구축하기: socket.io : 네이버 블로그 (naver.com)반응형
Web Socket 웹 소켓 개념 정리 (HTTP, Ajax)
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Web Socket 이전
웹 소켓이 나오기 전에 통신은 HTTP 통신, Ajax 통신을 사용했습니다.
이 두 가지 통신 방법은 HTTP를 기반으로 이루어졌으며 HTTP는 Request, Response 기반의 Stateless Protocol입니다.
stateless protocol은 클라이언트가 서버에 요청을 보내야만 응답을 얻을 수 있는 단방향 통신인데요.
이 경우 서버에 변경사항이 발생했을 때 서버는 클라이언트에 변경사항을 알릴 방법이 없다는 문제가 발생하게 됩니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 요청을 보내지 않아도 서버에서 응답을 줄 수 있는 기술인 ‘웹 소켓 (Web Socket)’이 HTML5의 표준 기술로 개발되었습니다.
Web Socket 웹 소캣 개념 정리
웹 소켓(Web Socket)은 하나의 TCP 접속에 전이중 통신 채널을 제공하는 양방향 컴퓨터 통신 프로토콜입니다. 서버와 클라이언트 간에 Socket Connection을 유지해서 언제든 양방향 통신 또는 데이터 전송이 가능하도록 하는 기술으로 Web Socket API를 통해 서버로 메시지를 보내고, 요청 없이 응답을 받아오는 것이 가능합니다. 현재 API는 W3C에서, 프로토콜은 IETF에서 관리하고 있습니다.
실시간 채팅, 게임, 주식 거래, 화상 채팅 등 Real-time Web Application 구현을 위해 사용됩니다.
웹 소켓의 프로토콜 표시는 ws (Web Socket), wss (Web Socket Secure)입니다.
Web Socket은 Stateful Protocol 이기 때문에 클라이언트와 한 번 연결되면 계속 같은 라인을 사용해서 통신할 수 있습니다.
또한 HTTP와 같은 포트 (80)을 사용하기 때문에 기업용 어플리케이션에 적용할 때 방화벽 관련된 설정을 따로 하지 않아도 된다는 장점이 있습니다.
양방향 통신 (Full-Duplex)
데이터 송수신을 동시에 처리할 수 있는 통신 방법으로 클라이언트와 서버가 서로에게 원할 때 데이터를 주고받습니다.
(통상적인 HTTP 통신은 클라이언트가 요청을 보내는 경우에만 서버가 응답하는 단방향 통신)
데이터 송수신을 동시에 처리할 수 있는 통신 방법으로 클라이언트와 서버가 서로에게 원할 때 데이터를 주고받습니다. (통상적인 HTTP 통신은 클라이언트가 요청을 보내는 경우에만 서버가 응답하는 단방향 통신) 실시간 네트워킹 (Real Time-Networking)
웹 환경에서 연속된 데이터를 빠르게 노출합니다. 여러 단말기에 데이터를 빠르게 교환합니다.
웹 소켓의 단점
프로그램 구현에 보다 많은 복잡성을 초례합니다.
웹 소켓은 HTTP와 다르게 Stateful Protocol의 특성 때문에 항상 클라이언트와 서버 간의 연결을 유지해야 하며, 비정상적으로 연결이 끊어졌을 경우에 대한 대응이 필요합니다.
서버와 클라이언트 간의 Socket 연결을 유지하는 것 자체가 자원이 소모됩니다.
(특히 트래픽 양이 많은 서버의 경우)
(특히 트래픽 양이 많은 서버의 경우) HTML5의 기술이기 때문에 이전 버전의 웹 브라우저에서 지원이 되지 않는다는 단점이 있습니다.
* 마지막 문제를 해결하기 위해 나온 기술 중 하나가 node.js 기반으로 만들어진 Socket.io라는 프레임워크입니다. 웹페이지가 열리는 브라우저가 웹 소켓을 지원하면 웹 소켓 방식으로 동작하고, 지원하지 않는다면 일반 HTTP를 이용하여 실시간 통신을 흉내 내는 것입니다.
웹 소켓 이전의 비슷한 기술들
Polling
: 클라이언트가 일정한 주기로 요청을 보내는 방식, 구현하기는 쉬우나 클라이언트가 계속 요청을 보내야 하기 때문에 불필요한 자원이 들고 서버에 부담이 생깁니다. (변경사항이 없는데도 계속 요청하고 응답받아야 하는 자원 낭비가 발생)
Long Polling
: 클라이언트가 요청을 보내는 것은 동일하지만 Polling의 단점을 해소하기 위해 이벤트 내용이 있을 때까지 서버에서 조금 더 대기를 하여 이벤트가 발생했을 때 응답하는 방식입니다. Polling에 비해 요청량이 줄어들어 서버의 부담은 작아지지만, 결국 많은 양의 요청이 들어오면 Polling과 동일해집니다.
Streaming
: 서버에 요청을 보내고 끊기지 않은 연결 상태에서 끊임없이 데이터를 수신하는 방법입니다. 이벤트의 빈도수가 높을 경우는 Polling, Long Polling 보다 훨씬 효율적이지만 연결에 대한 유효성 관리라는 부담이 발생합니다. 또한 클라이언트에서 서버로의 데이터 송신이 어렵다는 단점이 있습니다.
* 위 세 가지 방식을 Commet이라고 통칭하며, HTTP를 통해 통신하기 때문에 request, response 모두 헤더가 불필요하게 크다는 공통적인 단점이 있습니다. (오버 헤드)
참고 자료
https://kyleyj.tistory.com/59
https://kellis.tistory.com/61
https://oizys.tistory.com/39
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웹소켓 통신에서의 문제점 · Issue #341 · ytw9699/Dokky
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[Websocket] 웹소켓에 대한 고찰.
#websocket #http #stomp #sockjs #ws #웹소켓
코딩 프로젝트를 하면서, 학부생 취준생 때는 실시간 코딩 공유 에디터 서비스를 구현하느라
node.js + socket.io 의 조합으로 소켓 서비스를 구현하였었고,
1년동안 구현했던 Spring 프로젝트에서도,
웹에서 회원간 그룹 요청 및 수락, 하드웨어 이벤트 발생시 실시간 알림, 디바이스 대량 동시 소켓 접속 및 실시간 데이터 표시를 위해 웹 소켓에 대한 깊은 조사가 필요했다.
대표적으로 socket.io를 많이 사용하는데,
socket.io는 node.js 의 javascript 기반으로 만들어진 기술로 java 프로젝트에서는 사용할 수 없다.
Spring framework에서 자료도 많고 잘 지원되는 프로토콜이 stomp 메시징 프로토콜이다.
websocket..? stomp..? sockjs??
명확한 개념이 잡히지 않아 정리가 필요해서 포스팅을 작성한다 !
– websocket이란?
일반적인 http 요청 방식은, 클라이언트에서 서버로의 단방향 통신인데 반해,
“소켓” 기술은 클라이언트와 서버의 연결을 유지한 채로, 연결이 끊기기 전까지 지속적으로 양방향 통신을 할 수 있는 장점이 있다.
이러한 지속적인 양방향 통신을 가능하도록 한 프로토콜을 websocket 프로토콜이라고 한다.
따라서 소켓이 적합한 기술로는 실시간 서비스나, 짧은 시간에 많은 양의 데이터를 보내야 할 때 적합한 기술이다.
*일반 http 통신으로는 연결 설정후, 클라이언트에서 한번 페이지 요청을 하면, 서버에서 응답하고 연결이 끊기는 구조가 계속 반복되는 셈이다.
따라서 짧은 시간에 수많은 요청이 일어나게 된다면, 연결, 연결 종료의 딜레이가 당연히 클 것이다.
필자는 최대 500대의 안드로이드 클라이언트에서 서버로
5초당 데이터를 전송해야하는 서비스를 구현해야 해서 구체적인 설계가 필요하였다.
안드로이드 클라이언트에서 웹소켓 서버에 접속하려고 하면,
“http://www…” 와 같은 URL이 아닌
“ws://www…” 와 같이 연결을 요청하여 웹 소켓 프로토콜을 사용하는 것을 알 수 있다.
(하지만 웹 소켓 자체도 http 1.1 기반의 프로토콜이라고 한다.)
* 하지만 이런 websocket 프로토콜엔 치명적인 단점이 있으니, 인터넷 익스플로러 구버전에서는 지원이 안된다.
클라이언트에서 브라우저 간에 기능 동작이 되고 안되고의 문제는 기능 구현시 중요한 이슈이다.
위처럼 “미지원 브라우저”에 대한 치명적인 문제점을 해결하기 위해 나온 두가지 기술이
Socket.io와 SockJS이다.
– 웹소켓 연결 (Handshake) 과정
다중 채팅 솔루션에서 웹소켓(Web Socket) 구현 방안
일반적으로 채팅을 개발하기 위해서 가장 많이 사용하는 방식이 바로 웹소켓(Web Socket)일 것이다. 그러나 사이트에서 프로젝트를 하거나 혹은 취미로 프로젝트를 할 때 인터넷에 떠돌아 다니는 웹소켓 채팅 솔루션을 적용하다보면 난관에 부딪힐때가 있다.
대부분 채팅 + 웹소켓에 관해서 포스팅한 내용들은 완성된 프로젝트 형태가 아니라 PoC 기반의 컨셉을 구현한 경우만 많기 때문에 실제 프로젝트 코드랑 괴리감이 존재한다. 그럼 웹소켓의 차이점이 무엇인지 단점이 무엇인지 알아봐야 할 것이다.
웹소켓과 HTTP Polling 방법
폴링 방식과 웹소켓 방식의 비교
일반적으로 HTTP 4 이하 기반의 웹 형태로 채팅 시스템을 구현하려면, 윗방법과 같이 폴링(Polling)하는 방법을 사용할 것이다. 주기적으로 채팅서버에 새로운 대화가 있는지 찾아보고 대화가 있다면 가져오는 방식으로 실시간으로 처리를 하려면, 그만큼 더 많은 부하가 존재할 수 있다.
반대로 HTTP 5에서 지원하는 웹소켓으로 채팅 시스템을 구현하는 방법은 매우 효율적이다. 웹소켓으로 서로간에 연결하여 대화를 하면 되는 방식이다. A라는 사람이 대화를 시작하면 웹소켓을 구현한 서버에서 A와 대화를 하는 B와 연결을 해줘서 B는 폴링을 하지 않고 대화를 받을 수 있게 된다.
여기까지보면 매우 효율적이고 좋아보이기만 하지만 치명적인 단점이 있다.
웹소켓의 단점
웹소켓의 단점인 세션 처리 문제
웹소켓은 브라우저에서 채팅서버에 직접 연결을 시도하는 형태를 가지고 있다. 그러다보니 페이지를 갱신하게 되면 연결이 끊어지고, 다시 연결을 하는 형태를 가진다. 이러다보니 F5번을 눌러서 페이지를 습관적으로 갱신하게 된다면 세션이 끊어지고 다시 연결해야 되는 상황을 맞이할 수 있으며 더 큰문제는 웹소켓의 세션과 HTTP 세션이 서로 다르다는 것이다.
그러다보니, 주기적으로 웹소켓의 세션과 서버에서 저장하는 HTTP 세션을 동기화하는 모듈을 별도로 구현해야 한다. 이게 생각보다 짜증이 나서 어쩔때는 그냥 풀링 방식으로 모든 것을 구현하고 싶은 욕구가 치밀 때가 있을 것이다.(사실 풀링 방식이 더 편할때가 많다)
키워드에 대한 정보 웹 소켓 단점
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