Socket IO란?

Socket.IO는 자바스크립트를 이용하여 브라우저 종류에 상관없이 실시간 웹을 구현할 수 있도록 한 기술

[특징]

• Node.js 라이브러리로 실시간 웹 기술을 손쉽게 사용할 수 있는 모듈

• Websock, Polling, Streaming 등 다양한 방법을 하나의 API로 추상화

• 브라우저의 종류에 상관없이 실시간 웹 구현 가능

[작동방식]

Socket.IO는 웹 브라우저와 웹 서버의 종류와 버전을 파악하여 가장 적합한 기술을 선택하여 사용한다.

• 만약 브라우저에 FlashSocket이라는 기술을 지원하는 플러그인이 설치되어 있으면 그것을 사용하고
• 플러그인이 없으면 AJAX Long Polling방식을 사용하도록 한다.

HTTP 양방향 통신 방법들

• 종류
  • Polling
  • Long Polling
  • Streaming

Polling

클라이언트에서 일정 주기마다 요청을 보내고 서버는 현재 상태를 바로 응답하는 방식입니다.

이 방식은 실시간으로 반영되는 것이 중요한 서비스에는 별로 좋지 않고 서버에서 변화가 없더라도 매 요청마다 응답을 내려주기 때문에 불필요한 트래픽이 발생하게 됩니다.

Long Polling

클라이언트에서 요청을 보내고 서버에서는 이벤트가 발생했을 때 응답을 내려주고 클라이언트가 응답을 받았을때 다시 다음 응답을 기다리는 요청을 보내는 방식입니다.

실시간 반응이 가능하고 polling에 비해서 불필요한 트래픽은 유발하지는 않지만 오히려 이벤트가 잦다면 순간적으로 과부하가 걸리게 됩니다.

Streaming

이벤트가 발생했을때 응답을 내려주는데 응답을 완료시키지 않고 계속 연결을 유지하는 방식입니다.

Long Polling에 비해 응답마다 다시 요청을 하지 않아도 되므로 효율적이지만, 연결 시간이 길어질수록 연결의 유효성 관리의 부담이 발생합니다

websocket 이란?

서버 - 클라이언트 간의 효율적인 양방향 통신을 실현하기 위한 통신 프로토콜

하나의 HTTP접속으로 양방향 메시지를 자유롭게 주고받을 수 있다
(서버와 클라이언트가 지속적으로 연결된 TCP라인을 통해 실시간으로 데이터를 주고 받을 수 있도록하는 HTML5의 새로운 사양)

[특징]

1. HTTP Request를 사용하므로 추가적인 방화벽을 열지 않고도 양방향 통신 가능하고 CORS 적용이나 인증 등의 과정을 기존과 동일하게 적용
2. 양방향 통신 프로토콜로서 클라이언트와 서버는 TCP로 통신

[HTTP 에 비해 장점]

1. 클라이언트의 요청이 없음에도, 그 다음 서버로부터 응답을 받는 상황 해결

   • 기존 HTTP는 Client가 요청을 보내지 않아도 Server가 데이터를 보내주는 기능의 구현에 있어서 많은 고민이 있었음(HTTP의 구조적 한계)
   • websocket은 하나의 HTTP 접속으로 브라우저가 서버에 데이터를 요청하고, 서버가 브라우저에 데이터를 보내기 위해 별다른 제약이 없습니다.

2. HTTP의 오버헤드 문제 해결

   • HTTP 헤더 크기 문제도 800byte에서 수 kbyte의 헤더 크기를 가지고 있는 HTTP와 달리 WebSocket은 수 byte 수준으로 압축이 가능하다.

[HTTP와 공통점과 차이점]

• 공통점
  1. HTTP는 클라이언트가 애플리케이션을 사용하기 위해 URL에 접근하여 HTTP method, header, entity 등을 통해 요청을 한다.
  2. 서버는 그에 따른 요청에 응답을 통해 통신이 이루어진다.
• 차이점
  1. WebSocket은 초기에 연결한 오직 하나의 URL 만 존재한다. 즉 모든 애플리케이션 메시지는 같은 TCP 커넥션을 통해 통신된다.
  2. HTTP와는 완전히 다른 방식의 비동기식 이벤트 중심 메시징 아키텍처
  3. WebSocket은 HTTP 핸드 셰이크 과정에서 Sec-WebSocket-Protocol에서 STOMP와 같은 높은 수준의 메시징 프로토콜을 사용하도록 요청할 수 있다.

[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 SocketJS 라이브러리 같은 경우에는 Fallback option을 제공하고 있습니다.)

websocket의 작동방식

1. 서버와 클라이언트간의 연결은 HTTP 프로토콜을 통해 이루어진다.

• Handshake 요청
  • HTTP 1.1로 요청을 하고, 웹 소켓 프로토콜로 Upgrade : websocket 해줄 것을 요청
  • 요청 헤더에는 소켓 버전과 소켓 비밀키 정보 등을 포함
• Handshake 응답
  • http 1.1에서 WebSocket으로 프로토콜 업그레이드가 성공되면 HTTP status 101 응답을 전송
  • 만약 연결이 정상적으로 이루어진다면 서버와 클라이언트 간에 WebSocket연결이 이루어지고 일정 시간이 지나면 HTTP연결은 자동으로 끊어진다.