웹소켓 이란?

이번에 진행하는 2가지 프로젝트에서 웹소켓을 이용해서 채팅기능을 구현해야한다. 그전에 웹소켓이 뭔지 알아보도록 하자!

 

웹소켓(Web Socket)?

웹소켓 프로토콜은 클라이언트와 서버를 연결하고, 실시간으로 통신이 가능하도록 하는 프로토콜이다. 여기서 주목해야할점은 실시간이라는 점이다. HTTP 통신의 경우 클라이언트가 요청을 보내는 경우에만 서버가 응답하는 단방향 통신이지만, 웹소켓은 양방향, 실시간 통신을 한다.

 

또한 웹소켓은 애플리케이션 계층에서 동작하며 HTTP와 다르게 상태(Stateful) 프로토콜이다. 연결을 맺기위해 한번의 핸드셰이크를 주고받고, 이후에 지속적으로 연결을 보장한다. 이는 매번 매세지 전송에 새로운 연결을 맺을 필요가 없어 효율적이다.  즉, 클라이언트와 서버가 한번에 연결을 맺으면 같은 연결을 통해 통신을 하므로 TCP 커넥션의 비용을 아낄수있다.

 

웹소켓은 HTTP와 같이 HTTP (80 port) , HTTPS (443 port) 위에서 동작한다. 처음의 연결은 HTTP 프로토콜을 이용해 핸드셰이크를 한다. 그리고 연결이 정상적으로 이루어지면 서버와 클라이언트간의 WebSocket 연결(TCP/IP 기반) 이 시작된다. 

 

 

 

그럼 웹소켓이 나오기 전에는 어떤 방식으로 실시간 통신을 했을까?

 

Polling

폴링 방식은 일정한 주기로 서버에 request를 보내는 방식이다.

setTimeout, setInterval 등을 사용해서 일정 주기로 서버에 요청을 보내는 방식인데, 이는 불필요한 request와 connection을 생성해서 서버에 부담을 준다. 또한 요청주기가 짧아지게 되면 부하가 증가하게되고, 일정한 주기를 두고 통신을 하므로 완벽한 실시간으로 보기 힘들다. 그리고 HTTP 기반의 통신이기 때문에 Request, Response 헤더가 크다.

 

폴링 방식을 사용하는 경우

1. 응답을 실시간으로 받을 필요가 없을때

2. 다수의 사용자가 동시에 사용할때

3. facebook 웹채팅, google메신저 등

 

Long Polling

롱폴링 방식은 폴링과 비슷하게 일정한 주기로 요청을 보내지만, 서버가 응답을 바로 전달하지 않는 방식이다.

요청을 보냈을때, 서버가 응답을 바로 보내지않고 특정한 이벤트나 타임아웃이 발생할때 응답을 전달한다. 그리고 응답을 받은 클라이언트는 다시 서버로 데이터를 요청한다. 이러한 점을 볼때 Polling보다 불필요한 요청을 보내지않아 좋아보이지만, Long Polling도 동시적인 요청과 응답이 생기면 부하가 발생한다. 그리고 이방법도 HTTP 기반의 통신이여서 헤더가 크다.

 

 Streaming

스트리밍 방식은 이벤트가 발생했을때 응답을 주는데, 이러한 응답을 완료시키지 않고 계속 연결을 유지하는 방식이다.

Long Polling에 비해 응답마다 다시 요청을 하지않아 효울적이지만, 연결시간이 길어지면 유효성관리가 힘들어진다. 또한 HTTP 기반의 통신이여서 헤더의 크기가 크다.

 

웹 소켓 특징

이러한 방법을 대체 하기 위해 나온 프로토콜이 웹소켓 프로토콜이다. 그럼 좀 더 자세히 알아보자. 웹소켓 프로토콜의 사양은 ws(websocket) , wss(websocket secure) 이렇게 두가지가 있다. wss는 데이터 보안을 위해 SSL을 적용한 프로토콜이다. 

 

웹소켓의 속도는 HTTP의 Post보다 빠르며, 최초에 요청시에 반드시 Get 메서드를 사용해야한다. 그리고 프레임으로 구성된 메세지라는 논리적인 단위를 송수신한다. 이때 메세지에 포함될 수 있는 교환 가능한 메세지는 텍스트와 바이너리 두개 뿐이다.

 

웹소켓의 한계

1. 웹소켓은 모든 브라우저에 호환되지 않는다.

웹소켓은 HTML5 이후에 공개되었다. 즉, HTML5 이전의 기술로 구현된 웹서비스에서는 동작하지 않을수도있다. 이러한 점을 보완하기 위해 나온것이 Sokcet.io , SockJS 등 이다. 이는 HTML5 이전의 기술로 구현된 서비스에서 웹소켓을 사용할수있게 해주는데 실제로는 웹소켓을 사용하는 것은 아니고 웹소켓처럼 동작하는 것이다. 위에서 설명했던 방법을 웹소켓과 같이 실시간형태로 사용가능하게 해준다. 

 

2. 웹소켓은 문자열만 주고받을 수 있다.

 

이를 위해 STOMP(Simple Text Oriented Messaging Protocol)이 등장한다. STOMP는 메세지 전송을 효율적으로 처리하기 위해 탄생한 프로토콜이다. 메세지 브로커를 사용해 메세지를 Pub / Sub (발행 및 구독) 서비스를 이용할수있다. STOMP 프로토콜은 websocket 위에서 동작하며, 메세지의 헤더에 값을 줄수있어 헤더 값을 기반으로 통신시 인증처리를 구현하는 것이 가능하고, STOMP 스펙에 정의한 규칙만 잘지키면 여러 언어 플랫폼간 메세지를 상호운용 가능하다.