اگر تجربه کار با چت آنلاین، اعلان های لحظه ای یا داشبوردهای زنده را داشته باشی، احتمالا این سوال برایت پیش آمده که WebSocket چیست و چطور این ارتباط لحظه ای شکل می گیرد. WebSocket چیست فقط یک مفهوم فنی نیست، بلکه راهکاری است برای حل محدودیت هایی که HTTP در ارتباط های بلادرنگ دارد. در این مقاله می خواهیم دقیق و مرحله به مرحله بررسی کنیم WebSocket چگونه کار می کند و چرا با HTTP متفاوت است.

مشکل اصلی HTTP در ارتباط های لحظه ای

HTTP برای درخواست و پاسخ طراحی شده است. یعنی کلاینت درخواست می فرستد و سرور پاسخ می دهد، بعد ارتباط تمام می شود. اگر کلاینت دوباره اطلاعات بخواهد، باید یک درخواست جدید ارسال کند. این مدل برای صفحات وب عالی است، اما برای ارتباط های لحظه ای ضعف دارد. فرض کن یک اپلیکیشن چت داشته باشی. اگر بخواهی با HTTP هر چند ثانیه درخواست بفرستی تا پیام جدید را بگیری، هم منابع هدر می رود و هم تاخیر ایجاد می شود.

WebSocket چیست و چه هدفی دارد

WebSocket یک پروتکل ارتباطی است که امکان ارتباط دوطرفه و دائمی بین کلاینت و سرور را فراهم می کند. برخلاف HTTP که ارتباط آن مقطعی است، WebSocket بعد از برقرار شدن اتصال، آن را باز نگه می دارد. این یعنی سرور می تواند بدون درخواست جدید از سمت کلاینت، داده ارسال کند. هدف WebSocket ساده است؛ ارتباط سریع، پایدار و بلادرنگ.

نحوه شروع ارتباط در WebSocket

جالب است بدانیم WebSocket ارتباط خود را با HTTP شروع می کند. ابتدا کلاینت یک درخواست HTTP خاص ارسال می کند که به آن Handshake می گویند. اگر سرور این درخواست را بپذیرد، ارتباط از HTTP به WebSocket ارتقا پیدا می کند. از این لحظه به بعد، دیگر خبری از مدل درخواست و پاسخ نیست. یک کانال ارتباطی دائمی بین دو طرف شکل می گیرد.

ساختار ارتباط در WebSocket

پس از برقراری اتصال، داده ها به صورت فریم های کوچک رد و بدل می شوند. این فریم ها سبک هستند و سربار اضافی ندارند. همین موضوع باعث می شود WebSocket نسبت به HTTP سریع تر و بهینه تر باشد. ارتباط کاملا دوطرفه است؛ هم کلاینت می تواند داده بفرستد و هم سرور، بدون اینکه منتظر درخواست جدید بماند.

تفاوت WebSocket و HTTP از نظر مدل ارتباط

مهم ترین تفاوت این دو در مدل ارتباط است. HTTP مبتنی بر Request و Response است و هر ارتباط عمر کوتاهی دارد. WebSocket مبتنی بر اتصال دائمی است. در HTTP، سرور همیشه منتظر درخواست می ماند. در WebSocket، سرور فعال است و می تواند هر زمان که لازم بداند داده ارسال کند. این تفاوت پایه ای، کاربرد این دو را از هم جدا می کند.

تفاوت از نظر کارایی و مصرف منابع

در HTTP هر درخواست شامل هدرهای تکراری است. این یعنی حجم بیشتری از داده منتقل می شود. در WebSocket بعد از اتصال اولیه، فقط داده اصلی منتقل می شود. نتیجه این تفاوت، مصرف کمتر پهنای باند و کاهش تاخیر است. در سیستم هایی که تعداد پیام ها زیاد است، این تفاوت کاملا محسوس می شود.

WebSocket چگونه امنیت را مدیریت می کند

WebSocket هم مانند HTTP نسخه امن دارد که با wss شناخته می شود. در این حالت ارتباط روی TLS برقرار می شود و داده ها رمزنگاری می شوند. از نظر احراز هویت، معمولا WebSocket از همان مکانیزم های HTTP مثل توکن یا کوکی استفاده می کند. یعنی امنیت WebSocket به زیرساختی که روی آن سوار شده وابسته است.

WebSocket در چه سناریوهایی استفاده می شود

WebSocket زمانی استفاده می شود که نیاز به ارتباط بلادرنگ وجود دارد. چت آنلاین، بازی های تحت وب، سیستم های معاملاتی، اعلان های زنده و داشبوردهای مانیتورینگ از نمونه های رایج هستند. در این سناریوها، تاخیر چند ثانیه ای هم قابل قبول نیست و WebSocket دقیقا برای همین نیاز طراحی شده است.

چرا همیشه از WebSocket استفاده نمی کنیم

با وجود مزایا، WebSocket برای همه چیز مناسب نیست. نگه داشتن اتصال دائمی منابع سرور را درگیر می کند. در پروژه های ساده یا صفحاتی که تعامل لحظه ای ندارند، HTTP انتخاب منطقی تری است. استفاده از WebSocket زمانی ارزش دارد که واقعا به ارتباط دوطرفه و سریع نیاز باشد.

مقایسه WebSocket با تکنیک های جایگزین

قبل از WebSocket، روش هایی مثل Long Polling یا Server Sent Events استفاده می شدند. این روش ها تلاش می کردند محدودیت HTTP را دور بزنند، اما راه حل های موقتی بودند. WebSocket یک راه حل اصولی است که در سطح پروتکل این مشکل را حل کرده است. به همین دلیل امروزه بیشتر سیستم های بلادرنگ به سمت WebSocket رفته اند.

مدیریت خطا و قطع ارتباط در WebSocket

در WebSocket باید قطع شدن ارتباط را مدیریت کرد. ممکن است شبکه ناپایدار باشد یا سرور ریست شود. معمولا کلاینت ها منطق Reconnect دارند تا در صورت قطع اتصال، دوباره وصل شوند. این بخش از پیاده سازی اهمیت زیادی دارد و اگر درست انجام نشود، تجربه کاربری ضعیف می شود.

WebSocket و مقیاس پذیری

مقیاس پذیری در WebSocket چالش برانگیزتر از HTTP است. چون اتصال ها دائمی هستند، توزیع بار نیاز به برنامه ریزی دقیق دارد. استفاده از Load Balancer های سازگار با WebSocket و معماری های مناسب، این مشکل را حل می کند. در پروژه های بزرگ، این موضوع یکی از مهم ترین نکات طراحی است.

تفاوت دید توسعه دهنده در WebSocket و HTTP

در HTTP توسعه دهنده بیشتر با درخواست و پاسخ سر و کار دارد. در WebSocket، تفکر مبتنی بر رویداد اهمیت پیدا می کند. پیام می آید، پردازش می شود و پاسخ داده می شود. این تغییر نگاه ممکن است در ابتدا چالش برانگیز باشد، اما انعطاف بالاتری ایجاد می کند.

جمع بندی

WebSocket راهکاری است برای زمانی که HTTP دیگر جوابگو نیست. ارتباط دائمی، دوطرفه و سریع، ویژگی هایی هستند که WebSocket را متمایز می کنند. اگر بدانی WebSocket چیست و چه تفاوتی با HTTP دارد، راحت تر می توانی برای پروژه خود تصمیم بگیری. انتخاب درست بین این دو، مستقیما روی عملکرد، هزینه و تجربه کاربری تاثیر می گذارد.