실시간 양방향 통신

hyyyynjn·2021년 5월 31일

안드로이드 & 스프링부트2 (졸업작품)

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✅기존의 양방향 통신

webSocket 이전에는 실시간 통신을 위해 http request에 트릭을 사용하여 실시간인 것처럼 작동하게 하는 기술을 사용함

http 프로토콜 자체가 클라이언트에서 서버로의 단방향 통신을 위해 만들어진 것이다.

✍polling

클라이언트가 평범한 http request를 서버로 계속 날려서 이벤트 내용을 전달받는 방식

가장 쉬운 방법이다
클라이언트가 계속적으로 request를 날리기 때문에 서버의 부담이 급증하게 된다
http request connection을 맺고 끊는 것 자체가 부담이 많은 방식이다
실시간 정도의 빠른 응답을 기대하기도 어렵다

✍long polling

클라이언트에서 서버로 일단 http request를 날린후 기다리다가
서버에서 해당 클라이언트로 전달할 이벤트가 있다면
그 순간 response 메시지를 전달하면서 연결이 종료된다

클라이언트에서는 곧바로 다시 http request를 날려서 서버의 다음 이벤트를 기다리게 되는 방식이다
클라이언트로 보내는 이벤트들의 시간 간격이 좁다면 polling과 별 차이가 없어진다.
다수의 클라이언트에게 동시에 이벤트가 발생될 경우 서버의 부담이 급증하게 된다.

✍streaming

클라이언트에서 서버로 일단 http request를 날린후
서버에서 클라이언트로 이벤트를 전달할 때 해당 요청을 끊지 않고 필요한 메시지만 보내기를(flush) 반복하는 방식이다.
서버에서 메시지를 보내고도 다시 http request 연결을 하지 않아도 되어 부담이 경감될 것으로 보인다.

✅WebSocket API

차세대 비동기 통신 방식이다

정식으로 클라이언트 서버 간 양방향 통신이 가능하게 하기 위해서 HTML5 표준의 일부로 webSocket이 만들어졌다.

웹페이지와 서버 간에 양방향 통신을 위해 만들어진 스펙이다.

싱글 TCP 소켓에서 통신이 이뤄진다

ws (unsecure), wss (secure) protocol을 사용한다

모든 종류의 클라이언트, 서버에서 사용가능하다

✋일반 TCP Socket과 다른 점

최초 접속이 일반 http request를 통해 handshaking과정을 통해 이루어진다는 점이다

http request를 그대로 사용하기 때문에 기존의 80, 443 포트로 접속을 하므로 추가로 방화벽을 열지 않고도 양방향 통신이 가능하다
http 규격인 CORS적용이나 인증 등의 과정을 기존과 동일하게 가져갈 수 있다

✅STOMP

STOMP (Simple Text Oriented Messaging Protocol)은 메세징 전송을 효율적으로 하기 위해 탄생한 프로토콜

STOMP 프로토콜은 WebSocket 위에서 동작하는 프로토콜로써
클라이언트와 서버가 전송할 메세지의 유형, 형식, 내용들을 정의하는 매커니즘이다.

기본적으로 pub/sub 구조로 되어있기에 메지시 전송 부분, 메시지 처리 부분이 확실하게 정해져있다

STOMP를 이용하면 메세지의 헤더에 값을 줄 수 있어 헤더 값을 기반으로 통신 시 인증 처리를 구현가능하다

TCP 또는 WebSocket과 같은 양방향 네트워크 프로토콜 기반으로 동작한다

STOMP는 HTTP 에서 모델링되는 Frame 기반 프로토콜이다

STOMP란

STOMP는 Publish-Subscribe 매커니즘을 제공한다
- pub / sub 는 메시지 공급 주체와 메시지 소비 주체를 분리해 제공하는 메시징 방법이다
  우체통 = Topic
  집배원 = Publisher
  구독자 = Subscriber (다수가 될 수 있다)
  - 채팅방 생성 : pub/sub 구현을 위한 Topic을 생성한다
  - 채팅방 입장 : Topic에 구독한다
  - 채팅방에 메시지 송수신 : 해당 Topic으로 메시지를 송신(pub), 수신(sub)한다
클라이언트는 메시지를 전송할때 SEND, SUBSCRIBE, COMMAND 요청 프레임를 사용할 수 있다
- 이 프레임에는 메시지가 무엇이고, 누가 받아서 처리할지에 대한 헤더정보가 포함되어있다
STOMP는 Broker를 통해 타 사용자들에게 메세지를 보내거나 서버가 특정 작업을 수행하도록 메세지를 보낼 수 있게 된다.
- Spring에서 지원하는 STOMP를 사용하면 Spring WebSocket 어플리케이션은 STOMP Broker로 동작하게 된다.
- Spring에서 지원하는 STOMP는 많은 기능이 있다
  - 예를 들어, Simple In-Memory Broker를 이용해 SUBSCRIBE 중인 다른 클라이언트들에게 메세지를 보내준다
- Spring은 메세지를 외부 Broker에게 전달하고, Broker는 WebSocket으로 연결된 클라이언트에게 메세지를 전달하는 구조
  - RabbitMQ, ActiveMQ같은 외부 메세징 시스템을 STOMP Broker로 사용할 수 있도록 지원한다.

✅Socket.IO

실시간 웹 어플리케이션 통신을 위한 자바스크립트 라이브러리이다

브라우저가 webSocket을 지원하면
👉 일반 webSocket 방식으로 동작하고
지원하지 않는 브라우저라면
👉 일반 http 스펙을 이용해서 실시간 통신을 흉내 낼 수 있는 방식으로 통신을 하게 해주는 방식이다.
nodejs 기반으로 만들어진 기술이다 (javascript로 작성되어있다)

✅SockJS

Spring Frame Work에서 WebSocket을 지원한다
자체 스펙으로 webScoket 미지원 브라우저를 관리한다.
- 서버 개발시 스프링 설정에서 일반 webSocket으로 통신할지 SockJS 호환으로 통신할지 결정할 수 있다
클라이언트 쪽은 SockJS client를 통해 서버와 통신한다.