WebSocket 프로토콜은 단일 장기 연결을 통해 클라이언트와 서버 간의 양방향 데이터 교환을 용이하게 하는 실시간 통신 프로토콜입니다. 기존 HTTP 통신과 달리 WebSocket은 전이중 통신을 지원합니다. 즉, 데이터가 양방향으로 동시에 흐를 수 있어 네트워크 성능과 애플리케이션 효율성이 향상됩니다.
WebSocket 연결은 지연 시간이 짧은 통신이 필수적인 온라인 게임, 채팅 애플리케이션, 주식 거래 플랫폼과 같은 실시간 애플리케이션에 특히 유용합니다. 이 프로토콜은 빠르고 효율적인 데이터 전송을 보장하여 오버헤드를 줄이고 사용자 경험을 향상시킵니다. WebSocket은 최신 실시간 웹 애플리케이션 및 서비스를 구축하는 데 없어서는 안 될 요소가 되었습니다.
WebSocket과 기존 HTTP
WebSocket 프로토콜과 기존 HTTP는 모두 네트워크 통신 프로토콜이지만 사용 사례가 다르며 작동에 근본적인 차이가 있습니다. WebSocket과 HTTP의 주요 차이점은 다음과 같습니다.
- 전이중 통신과 반이중 통신: WebSocket은 전이중 통신을 지원하므로 양방향으로 동시에 데이터를 전송할 수 있습니다. 반면, 전통적인 HTTP는 데이터가 교대로 전송되고 수신되는 반이중 통신을 사용하므로 대기 시간이 길어집니다.
- 지속적인 연결과 연결 없는 연결: WebSocket 연결은 클라이언트와 서버 간의 통신 프로세스 전반에 걸쳐 활성 상태로 유지됩니다. 반면, HTTP는 연결 없는 프로토콜입니다. 즉, 각 요청-응답 교환에는 새로운 연결을 열고 닫아야 하므로 오버헤드가 증가하고 성능이 저하됩니다.
- 효율성 및 대기 시간: WebSocket 프로토콜은 클라이언트와 서버 간의 단일 개방형 연결을 유지하여 오버헤드와 네트워크 대기 시간을 줄입니다. 그러나 HTTP 통신은 오버헤드를 점진적으로 증가시키고 성능에 부정적인 영향을 미치는 여러 요청-응답 연결에 의존합니다.
- 바이너리 및 텍스트 데이터: WebSocket은 바이너리 및 텍스트 기반 데이터를 처리할 수 있는 반면, HTTP는 주로 텍스트 기반이므로 바이너리 정보를 효율적으로 처리하는 능력이 제한됩니다.
- 스트리밍 지원: WebSocket은 데이터 스트리밍을 지원하므로 큰 페이로드를 더 작은 청크로 분할하고 증분적으로 전송할 수 있습니다. 반면 HTTP는 모든 데이터를 한 번에 전송해야 하므로 리소스 사용량과 응답 시간이 늘어납니다.
이러한 장점으로 인해 WebSocket은 실시간 통신과 짧은 지연 시간의 데이터 전송이 필요한 애플리케이션에 적합한 프로토콜이 되었습니다. WebSocket은 지속적인 연결을 유지함으로써 웹 및 모바일 애플리케이션의 사용자 경험과 효율성을 향상시킵니다.
WebSocket 프로토콜의 작동 방식
WebSocket 프로토콜은 수명이 긴 단일 연결을 사용하여 클라이언트와 서버 간의 효율적인 실시간 통신을 제공하도록 설계되었습니다. 기본적으로 WebSocket은 클라이언트와 서버 간에 지속적인 연결을 설정한 다음 "프레임"이라는 작은 세그먼트로 데이터를 교환합니다. WebSocket 프로토콜의 작동 방식에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.
- WebSocket Handshake: WebSocket 연결은 클라이언트가 시작한 핸드셰이크로 시작됩니다. 이 핸드셰이크는 서버에 HTTP에서 WebSocket 프로토콜로 전환하라는 신호를 보내는 특별한 "Upgrade" 헤더가 있는 표준 HTTP 요청으로 시작됩니다. 서버가 WebSocket을 지원하는 경우 해당 "업그레이드" 응답으로 응답하여 핸드셰이크를 완료하고 WebSocket 연결을 설정합니다.
- WebSocket 프레임: 연결이 설정되면 WebSocket 프레임을 사용하여 클라이언트와 서버 간에 데이터가 교환됩니다. 프레임은 제어 정보를 포함하는 헤더와 페이로드로 구성됩니다. 프레임은 제어 또는 데이터 프레임일 수 있으며, 제어 프레임은 연결을 관리하고 데이터 프레임은 텍스트 또는 이진 데이터를 전달합니다.
- WebSocket 통신: WebSocket 연결을 사용하면 클라이언트와 서버 간의 양방향 실시간 통신이 가능합니다. 데이터를 동시에 보내고 받을 수 있으므로 대기 시간이 줄어들고 네트워크 성능이 향상됩니다. 연결은 클라이언트나 서버에 의해 명시적으로 닫힐 때까지 또는 네트워크 오류나 기타 문제로 인해 연결이 중단될 때까지 열린 상태로 유지됩니다.
WebSocket 프로토콜은 네트워크 통신 성능을 크게 향상시켜 현대 웹 개발의 필수 구성 요소로 만듭니다. WebSocket은 데이터 교환을 위해 단일하고 지속적인 연결을 유지함으로써 오버헤드를 줄이고 효율성을 높이며 최종 사용자에게 탁월한 경험을 제공합니다.
WebSocket Handshake: HTTP에서 업그레이드
클라이언트와 서버가 WebSocket 프로토콜을 사용하여 통신하려면 먼저 WebSocket 핸드셰이크를 수행하여 연결을 설정해야 합니다. 핸드셰이크는 HTTP 요청으로 시작된 후 WebSocket 연결로 업그레이드되어 양방향 통신이 가능해집니다.
클라이언트는 WebSocket 연결을 설정하려는 의도를 나타내는 "Upgrade" 및 "Connection" 헤더를 포함하여 HTTP GET 요청을 서버에 보내 핸드셰이크를 시작합니다. 요청에는 클라이언트에서 생성된 base64로 인코딩된 임의 값인 Sec-WebSocket-Key 헤더도 포함되어 있습니다. 이 값은 서버가 핸드셰이크 요청을 올바르게 처리하고 응답하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
GET /websocket HTTP/1.1 Host: example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== Sec-WebSocket-Version: 13 Origin: http://example.com요청을 받으면 서버는 이를 처리하고 클라이언트가 WebSocket 프로토콜과 호환되는지 확인합니다. 서버가 WebSocket 연결을 지원하는 경우 "Upgrade" 및 "Connection" 헤더와 함께 HTTP 101 스위칭 프로토콜 상태 코드로 응답합니다. 또한 서버는 클라이언트의 Sec-WebSocket-Key를 고정 GUID로 해시하여 고유한 Sec-WebSocket-Accept 값을 생성하고 이를 응답으로 반환합니다.
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=클라이언트가 서버의 응답을 수신하고 검증하면 WebSocket 연결이 설정되어 클라이언트와 서버 간의 양방향 통신이 가능해집니다.
WebSocket 프레임: 데이터 구조화
WebSocket 연결이 설정된 후 데이터는 WebSocket 프레임으로 교환됩니다. 이러한 프레임에는 WebSocket 통신에 필요한 제어 및 데이터 정보가 포함되어 있습니다. WebSocket 프로토콜은 텍스트, 바이너리 및 제어 프레임을 포함하여 각각 특정 목적을 수행하는 다양한 프레임 유형을 정의합니다.
텍스트 및 바이너리 프레임은 클라이언트와 서버 간에 애플리케이션 데이터를 전송합니다. 텍스트 프레임에는 UTF-8로 인코딩된 텍스트가 포함되고, 이진 프레임에는 임의의 이진 데이터가 포함됩니다. 제어 프레임은 연결을 관리하는 데 사용되며 핑, 퐁, 닫기 프레임과 같은 유형을 포함합니다. 핑 및 퐁 프레임은 연결 상태를 확인하는 데 사용되며, 닫기 프레임은 연결 종료를 시작합니다.
WebSocket 프레임은 여러 부분으로 구성됩니다.
- FIN 비트: 메시지의 마지막 프레임을 나타내는 단일 비트입니다.
- Opcode: 프레임 유형(예: 텍스트, 바이너리 또는 컨트롤)을 설명하는 4비트 값입니다.
- 마스크 비트: 페이로드 데이터가 마스크되었는지 여부를 나타내는 단일 비트입니다.
- 페이로드 길이: 페이로드 데이터의 길이를 나타내는 7비트, 16비트 또는 64비트 값입니다.
- 마스킹 키: 페이로드 데이터(마스크된 경우)의 마스크를 해제하는 데 사용되는 32비트 값입니다.
- 페이로드 데이터: 프레임이 전달하는 데이터입니다.
이 프로토콜은 WebSocket 프레임에 데이터를 구조화하여 클라이언트와 서버 간의 효율적이고 안정적인 통신을 보장합니다.
WebSocket 하위 프로토콜: 기본 프로토콜 확장
WebSocket 하위 프로토콜은 기본 WebSocket 프로토콜 위에 구축된 애플리케이션별 프로토콜입니다. 이러한 하위 프로토콜을 통해 개발자는 특정 사용 사례에 대한 사용자 정의 통신 규칙 및 규칙을 정의하여 WebSocket의 기능을 더욱 확장할 수 있습니다. 기본 프로토콜이 충분한 기능을 제공하지 않는 시나리오에서는 하위 프로토콜이 작동하여 통신 프로세스를 강화합니다.
하위 프로토콜은 WebSocket 핸드셰이크 프로세스 중에 클라이언트와 서버에 의해 정의됩니다. 클라이언트는 초기 핸드셰이크 요청에 Sec-WebSocket-Protocol 헤더를 포함하여 하나 이상의 지원되는 하위 프로토콜을 지정합니다. 예를 들어:
GET /websocket HTTP/1.1 Host: example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Version: 13 Sec-WebSocket-Protocol: subprotocol1, subprotocol2 Origin: http://example.com요청을 받으면 서버는 제안된 하위 프로토콜을 검토하고 지원하는 하위 프로토콜을 선택합니다. 그런 다음 핸드셰이크 응답의 Sec-WebSocket-Protocol 헤더에 선택한 하위 프로토콜을 포함합니다.
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= Sec-WebSocket-Protocol: subprotocol1핸드셰이크가 완료되면 클라이언트와 서버는 해당 규칙과 규칙에 따라 선택한 하위 프로토콜을 사용하여 통신합니다.
WebSocket 하위 프로토콜은 표준화되거나 맞춤 설계될 수 있으며 사용법은 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다. 표준화된 하위 프로토콜의 예로는 IoT 장치 통신용 MQTT와 메시징 애플리케이션용 XMPP가 있습니다.
WebSocket API: 브라우저 구현 및 사용 사례
WebSocket API는 웹 브라우저용 WebSocket 프로토콜의 JavaScript 구현입니다. 이는 개발자가 WebSocket 연결을 통해 클라이언트(웹 애플리케이션)와 서버 간의 실시간 양방향 통신을 생성할 수 있는 인터페이스를 제공합니다.
서버와의 WebSocket 연결을 설정하기 위해 다음 코드 조각은 JavaScript를 사용하여 WebSocket 인스턴스를 생성하는 방법을 보여줍니다. ``javascript const 소켓 = new WebSocket('ws://example.com'); ``` 위의 코드는 'ws'(비보안) 또는 'wss'(보안) 구성표를 사용하여 서버의 WebSocket URL을 지정하여 새 WebSocket 인스턴스를 생성합니다. 연결이 설정되면 open , message , error 및 close 와 같은 이벤트를 활용하여 클라이언트와 서버 간의 통신을 처리할 수 있습니다.
다음은 WebSocket API와 함께 이벤트 핸들러를 사용하는 예입니다. ``javascript // 연결이 열렸습니다. 소켓.addEventListener('open', (event) => { 소켓.send('Hello Server!'); }); // 메시지 수신 소켓.addEventListener('message', (event) => { console.log('서버의 메시지: ', event.data); }); // 오류 처리 소켓.addEventListener('error', (event) => { console.error('WebSocket error:', event); }); // 연결이 닫혔습니다. 소켓.addEventListener('close', (event) => { console.log('WebSocket 연결이 닫혔습니다:', event); }); `` WebSocket API는 다음을 포함한 다양한 실시간 웹 애플리케이션에 사용됩니다.
- 채팅 애플리케이션: 사용자는 빈번한 폴링이나 수동 새로 고침 없이 다른 사용자와 실시간으로 문자 메시지를 교환할 수 있습니다.
- 실시간 알림: 이메일 알림, 작업 업데이트 또는 다중 사용자 공동 작업과 같은 이벤트에 대해 서비스 또는 장치에서 즉시 업데이트를 받습니다.
- 실시간 공동 작업 도구: 여러 사용자와 동시에 문서, 스프레드시트 또는 프레젠테이션을 편집하여 원활한 공동 작업 및 버전 제어가 가능합니다.
보안 고려 사항 및 모범 사례
데이터를 보호하고 애플리케이션 무결성을 유지하려면 WebSocket 연결의 보안을 보장하는 것이 필수적입니다. 다음은 WebSocket 통신을 구현할 때 따라야 할 몇 가지 중요한 보안 고려 사항과 모범 사례입니다.
- 동일 출처 정책: 동일 출처 정책을 적용하여 WebSocket 연결을 웹 애플리케이션과 동일한 도메인으로 제한합니다. 이 정책은 CSRF(교차 사이트 요청 위조) 공격을 방지하는 데 도움이 됩니다.
- 보안 WebSocket 연결(WSS): 'wss' URL 체계를 사용하여 안전한 WebSocket 연결을 보장합니다. 이 프로토콜은 TLS(전송 계층 보안)를 사용하여 클라이언트와 서버 간에 전송되는 데이터를 암호화하여 도청이나 중간자 공격을 방지합니다.
- 사용자 입력 유효성 검사: 항상 서버 측에서 사용자 입력을 확인하고 유효성을 검사하여 형식이 올바르고 안전하며 예상 형식을 준수하는지 확인합니다. 사용자 입력을 직접 실행하지 말고 입력 삭제를 활용하여 XSS(교차 사이트 스크립팅) 또는 SQL 삽입과 같은 공격을 방지하세요.
- 예기치 않은 연결 끊김 처리: 예기치 않은 연결 끊김 또는 서버 오류로부터 복구할 수 있는 오류 처리 메커니즘을 구현합니다. 애플리케이션 컨텍스트에 따라 지수 백오프 또는 대체 장애 조치 서버를 사용하는 재시도 전략을 사용하여 서비스 연속성을 유지하는 것이 좋습니다.
- 인증 및 권한 부여: WebSocket 연결에 적절한 인증 및 권한 부여 메커니즘을 사용하여 권한이 있는 사용자만 데이터에 액세스하거나 작업을 수행할 수 있도록 합니다. 여기에는 세션 토큰, API 키 또는 OAuth 토큰을 사용하여 WebSocket 리소스에 대한 액세스를 보호하는 것이 포함될 수 있습니다.
실제 애플리케이션의 WebSocket
WebSocket 프로토콜은 양방향, 낮은 대기 시간 통신 기능으로 인해 실제 애플리케이션에서 널리 사용됩니다. 일반적인 사용 사례의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.
- 채팅 애플리케이션: 채팅 애플리케이션을 구축하려면 사용자 간의 실시간 통신이 필요합니다. WebSocket 프로토콜은 반복적인 폴링이나 기존 HTTP 요청-응답 주기로 인한 오버헤드 없이 효율적인 실시간 메시징을 가능하게 합니다.
- 온라인 게임: 실시간 게임 애플리케이션은 클라이언트와 서버 간의 빠른 데이터 교환을 요구합니다. WebSocket은 지연 시간이 짧은 양방향 통신을 제공하여 원활하고 응답성이 뛰어난 상호 작용으로 게임 경험을 향상시킵니다.
- 실시간 알림: 클라이언트와 서버 간의 지속적인 연결 덕분에 WebSocket을 사용하면 소셜 미디어 피드, 이메일 알림 또는 작업 추적 업데이트와 같은 실시간 업데이트 기능을 구현할 수 있습니다.
- 라이브 이벤트 스트리밍: 스포츠 중계, 오디오 및 비디오 스트림, 주식 시장 업데이트와 같은 라이브 이벤트 스트리밍은 WebSocket을 통해 촉진되는 빠르고 안정적인 메시지 교환의 이점을 얻습니다.
- 금융 거래 플랫폼: 금융 플랫폼은 주가 및 기타 시장 데이터의 실시간 업데이트에 의존합니다. WebSocket은 지연 시간이 짧은 통신을 제공하여 플랫폼이 전 세계 사용자에게 업데이트를 신속하게 제공할 수 있도록 합니다.
- IoT 장치 통신: 사물 인터넷(IoT) 장치는 모니터링 및 제어를 위해 백엔드 서버와의 실시간 데이터 교환이 필요한 경우가 많습니다. WebSocket은 통신을 단순화하여 연결된 장치를 보다 빠르고 효율적으로 관리할 수 있도록 해줍니다.
웹, 모바일 및 백엔드 애플리케이션을 위한 WebSocket 기능을 구현하기 위해 AppMaster는 WebSocket 통합을 지원하는 강력한 코드 없는 플랫폼입니다. AppMaster 사용하면 사용자는 WebSocket API를 생성, 관리 및 사용자 정의하여 실시간 애플리케이션 개발 프로세스를 단순화할 수 있습니다. 다양한 기능을 갖춘 AppMaster 개발자가 WebSocket 기술의 잠재력을 최대한 활용하여 확장 가능하고 안전하며 효율적인 애플리케이션을 만들 수 있도록 지원합니다.
WebSocket 개발을 위해 AppMaster 활용
WebSocket 기능을 사용하여 실시간 애플리케이션을 개발하는 것은 복잡하고 시간이 많이 소요되는 프로세스가 될 수 있습니다. 강력한 no-code 플랫폼인 AppMaster WebSocket 통신을 구현하려는 개발자와 기업에 상당한 이점을 제공할 수 있습니다.
AppMaster 백엔드, 웹 및 모바일 애플리케이션 구축을 위한 시각적이고 효율적인 플랫폼을 제공하여 앱 개발의 판도를 바꾸었습니다. WebSocket의 기능을 활용하여 WebSocket 지원을 통해 정교한 실시간 애플리케이션을 쉽게 설계하고 생성할 수 있습니다.
시각 디자인 및 비즈니스 로직 생성
AppMaster 사용의 주요 장점 중 하나는 drag-and-drop 인터페이스를 사용하여 애플리케이션에 대한 UI 구성 요소를 생성하여 시각적으로 작업할 수 있는 기능입니다. 또한 플랫폼은 모든 구성 요소의 비즈니스 논리를 작성하기 위한 전용 비즈니스 프로세스(BP) 디자이너를 제공합니다. 이를 통해 WebSocket 작업이 단순화되어 대화형 실시간 애플리케이션을 빠르고 효율적으로 만들 수 있습니다.
생성된 소스 코드 및 애플리케이션 컴파일
AppMaster 백엔드 애플리케이션용 Go, 웹 애플리케이션용 JS/TS 포함 Vue3 , Android 및 iOS의 모바일 애플리케이션용 Kotlin 및 SwiftUI 와 같은 널리 사용되는 언어로 애플리케이션용 소스 코드를 생성합니다. 플랫폼은 애플리케이션을 컴파일하고, 테스트를 실행하고, 프로젝트를 Docker 컨테이너 (백엔드 애플리케이션용)로 패키징하고, 이를 클라우드에 배포합니다. Enterprise 구독이 있는 경우 생성된 소스 코드를 받아 온프레미스에서 애플리케이션을 호스팅하면 배포를 완전히 제어할 수 있습니다.
WebSocket 기술과 통합
AppMaster 사용하면 WebSocket 기능을 애플리케이션에 직접 통합할 수 있습니다. AppMaster 사용하면 개발자는 기본 기술을 관리하고 시각적 개발 도구를 제공하여 실시간 애플리케이션을 위한 효율적인 WebSocket 통신을 설계하고 구현하는 데 집중할 수 있습니다. 플랫폼의 유연성 덕분에 WebSocket API를 쉽게 생성하고, WebSocket 연결을 관리하고, WebSocket 데이터 작업에 필요한 데이터 모델과 논리를 설계할 수 있습니다.
고부하 사용 사례를 위한 실시간 애플리케이션 개발
AppMaster 의 인상적인 기능 덕분에 생성된 애플리케이션은 고부하 엔터프라이즈 수준 사용 사례에 이상적입니다. 플랫폼은 Postgresql 호환 데이터베이스를 기본 데이터베이스로 지원하며, 컴파일된 상태 비저장 백엔드 애플리케이션은 확장 가능한 환경에서 잘 작동합니다. WebSocket 개발에 AppMaster 사용하면 실시간 애플리케이션이 고부하 시나리오의 요구 사항을 충족하고 안정적이고 효율적인 WebSocket 통신을 제공하도록 보장할 수 있습니다.
AppMaster 는 WebSocket 기반 실시간 애플리케이션을 만들려는 개발자에게 귀중한 도구입니다. 시각적 디자인, 생성된 소스 코드, 원활한 WebSocket 통합, 확장 가능한 고부하 사용 사례 지원을 통해 이 플랫폼은 기업과 개발자 모두에게 최고의 선택이 됩니다. WebSocket 개발의 복잡성으로 인해 방해를 받지 마십시오. AppMaster 의 강력한 기능을 경험하고 혁신적인 실시간 애플리케이션을 쉽게 만들어 보세요.
