Gửi ticket
Khuyến mại
Kiến thức
B2B Market
Quản lý dịch vụ
WebSocket cho phép doanh nghiệp tạo các ứng dụng real-time nhanh hơn và yêu cầu ít chi phí hơn so với các giao thức API truyền thống. Trong bài viết này, HVN Group sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn WebSocket là gì, cách thức hoạt động và điểm khác biệt nổi bật với giao thức HTTP.
WebSocket là gì?
WebSocket là một giao thức truyền tin giao tiếp 2 chiều qua lại giữa Client và Server thông qua kết nối TCP (port 80 và 443).
Không giống phương thức tải web HTTP truyền thống – trong đó mỗi phần dữ liệu yêu cầu một yêu cầu và phản hồi riêng biệt, WebSocket giữ một kết nối duy nhất mở trong suốt thời gian ứng dụng đang chạy.
Điều này có nghĩa là máy khách và máy chủ có thể giao tiếp liền mạch để xử lý dữ liệu văn bản, âm thanh và video. Do đó, giao thức phù hợp với những ứng dụng yêu cầu phản hồi, hoặc cập nhật tức thì, chẳng hạn như trò chuyện, phát trực tiếp, chỉnh sửa cộng tác hay gaming.
WebSocket cung cấp các kênh giao tiếp hai chiều (full-duplex) để cho phép tương tác giữa máy khách và máy chủ qua một kết nối TCP duy nhất và liên tục. Tương tự như HTTP với cấu trúc http:// và https://, WebSocket cũng có 2 cấu trúc là ws:// (chưa được mã hóa) và wss:// (đã được mã hóa).
Các thành phần chính của WebSocket
Để hoạt động tương tác hiệu quả, WebSocket handshake request ở giữa cho phép cả Client và Server tương tác và phản hồi qua lại nhanh chóng mà không cần phải thực hiện các yêu cầu HTTP lặp lại. Dưới đây là 04 thành phần chính của giao thức này:
Máy khách (Client)
Máy khách ở đây đề cập đến trình duyệt web hoặc ứng dụng chạy trên thiết bị của người dùng khởi tạo kết nối. Nó chịu trách nhiệm gửi và nhận tin nhắn thông qua giao thức WebSocket.
Máy chủ (Server)
Máy chủ là đối tác của máy khách. Nó lắng nghe các kết nối được gửi đến và xử lý tin nhắn được gửi bởi khách hàng. Máy chủ có thể là bất kỳ thiết bị máy tính hoặc dịch vụ nào có hỗ trợ WebSocket.
Giao thức WebSocket
Giao thức này là một bộ quy tắc xác định các máy khách và máy chủ giao tiếp. Nó dựa trên một đặc tả được xác định rõ ràng để đảm bảo khả năng tương tác giữa các triển khai WebSocket khác nhau.
Giao thức bắt đầu bằng quá trình handshake – một tập hợp các yêu cầu và phản hồi HTTP. Handshake được sử dụng để thiết lập kết nối ban đầu và đàm phán với các tính năng như giao thức con và tiện ích mở rộng.
Khung tin nhắn (Message framing)
Các tin nhắn được gửi qua WebSocket được “đóng khung”, nghĩa là chúng có cấu trúc cụ thể để máy khách và server hiểu được nơi tin nhắn bắt đầu và kết thúc. Việc đóng khung này cho phép gửi nhiều tin nhắn qua một kết nối duy nhất mà không bị lẫn lộn.
Đặc biệt, giao thức hỗ trợ nhiều loại tin nhắn khác nhau, bao gồm:
- Tin nhắn văn bản: Đây là tin nhắn mà con người có thể đọc được, thường được sử dụng trong các ứng dụng trò chuyện và dữ liệu văn bản.
- Tin nhắn nhị phân: Tin nhắn nhị phân có thể mang dữ liệu phi văn bản, chẳng hạn như hình ảnh, âm thanh. Điều này rất hữu ích cho các ứng dụng đa phương tiện và sử dụng nhiều dữ liệu.
- Control frame: Đây là các thông báo đặc biệt được sử dụng để tự quản lý các kết nối, chẳng hạn như mở hoặc đóng kết nối và xử lý lỗi.
WebSocket hoạt động như thế nào?
Với những thông tin cơ bản về WebSocket là gì, bước tiếp theo bạn cần tìm hiểu chi tiết hơn là cách hoạt động của giao thức.
Theo hình ảnh trên, bạn có thể thấy quy trình hoạt động của WebSocket được chia thành 04 giai đoạn chính:
- Giai đoạn 1: Máy khách khởi tạo kết nối HTTP.
- Giai đoạn 2: WebSocket thiết lập quá trình handshake giữa máy khách và server để giúp WebSocket tương thích với các cổng HTTP (80 và 443) và proxy.
- Giai đoạn 3: Cả máy khách và server đều trao đổi tin nhắn một cách tự do thông qua kết nối mở, liên tục, không yêu cầu polling hoặc yêu cầu HTTP mới.
- Giai đoạn 4: Kết nối mở cho đến khi một bên đóng channel, lúc đó kết nối sẽ đóng và sự tương tác giữa máy khách và server kết thúc.
Ưu điểm & Nhược điểm của WebSocket
WebSocket là một trong nhiều giao thức có thể được sử dụng để duy trì giao tiếp giữa server và máy khách. Trong một số trường hợp, đây là lựa chọn lý tưởng nhất cho người dùng, nhưng trong bối cảnh khác, sẽ có những lựa chọn tốt hơn giao thức này và cần được xem xét cẩn thận.
Để đánh giá toàn diện về WebSocket và xác định liệu đây có phải là giao thức phù hợp cho nhu cầu của doanh nghiệp hay không, bạn có thể tham khảo bảng ưu điểm – nhược điểm dưới đây:
| Ưu điểm | Nhược điểm |
|
|
WebSocket nên được sử dụng khi nào?
Như đã đề cập trong “WebSocket là gì?”, đây là một công cụ giao tiếp máy khách – máy chủ thiết yếu. Để sử dụng hiệu quả giao thức, các doanh nghiệp nên nhận thức đầy đủ về tiện ích của nó cũng như tránh các tình huống không nên dùng để hưởng lợi tối đa từ tiềm năng của nó.
WebSocket nên được sử dụng cho các trường hợp:
- Phát triển ứng dụng web trong thời gian thực, với yêu cầu về tính năng hiển thị và truyền dữ liệu liên tục nhằm cung cấp kết nối nhanh chóng và nâng cao hiệu suất hoạt động của ứng dụng.
- Phát triển ứng dụng trò chuyện, cho phép giao tiếp dễ dàng thông qua các hoạt động được giao thức hỗ trợ như trao đổi một lần, tạo và gửi tin nhắn văn bản.
- Quá trình tạo ứng dụng gaming, giúp máy chủ liên tục nhận được dữ liệu mới mà không cần làm mới giao diện.
Trong trường hợp bạn cần tìm nạp các dữ liệu cũ trong thời gian liên tục, giao thức HTTP được khuyến khích sử dụng thay vì WebSocket.
Một số ứng dụng thực tế tiêu biểu cho WebSocket
WebSocket là một lựa chọn lý tưởng để trao đổi một lượng thông tin lớn giữa máy chủ và máy khách trong một khoảng thời gian ngắn. Dưới đây là một số ứng dụng cụ thể của giao thức này trong thực tế.
IoT (Internet of Thing)
Các thiết bị IoT giao tiếp với server trung tâm và các thiết bị khác sử dụng WebSocket để cung cấp cập nhật theo thời gian thực và cho phép điều khiển từ xa các thiết bị IoT, chẳng hạn như cảm nhiệt thông minh, camera thông minh hay cảm biến công nghiệp.
Ứng dụng trò chuyện và hỗ trợ khách hàng
Giao thức thường được sử dụng trong các ứng dụng trò chuyện để cung cấp tin nhắn theo thời gian thực giữa những người dùng. Với WebSocket, tin nhắn có thể được gửi – nhận trong thời gian thực, qua đó mang lại trải nghiệm trò chuyện nhanh chóng và phản hồi nhanh.
Hệ thống hỗ trợ live chat sử dụng WebSocket để kết nối khách hàng với nhân viên hỗ trợ trong thời gian thực, qua đó cung cấp sự hỗ trợ ngay lập tức và cải thiện dịch vụ khách hàng.
Data streaming
VA video stream, video call hay voice call qua internet là luồng dữ liệu liên tục được truyền trung gian bởi web server. HTTP không phù hợp cho mục đích này, trong khi WebSocket cho phép các luồng dữ liệu liên tục đó thông qua một kênh mở và liên tục.
Online gaming
WebSocket cũng được sử dụng trong online gaming để cung cấp kết nối theo thời gian thực giữa người chơi và game server. Do đó, các sự kiện trò chơi có thể được gửi và nhận trong thời gian thực nhờ giao thức giao tiếp song song này, giúp người chơi có trải nghiệm phong phú và tương tác hơn.
Giao dịch tài chính
Một ứng dụng nổi bật khác của WebSocket là trong các ứng dụng giao dịch tài chính, thông qua đó các thông tin cập nhật về giá cổ phiếu và dữ liệu tài chính được cập nhật theo thời gian thực. Thông qua đó, các trader có thể đưa ra quyết định sáng suốt dựa trên thông tin thị trường mới nhất.
Những nơi nào có hỗ trợ sẵn để triển khai WebSocket?
Hiện tại, có một số thư viện cung cấp công cụ và chức năng cần thiết để triển khai WebSocket trong các ứng dụng nhắn tin và trò chuyện theo thời gian thực. Những thư viện này có đa dạng tính năng và hỗ trợ các ngôn ngữ lập trình khác nhau, qua đó giúp nhà phát triển ứng dụng có thể tích hợp WebSocket vào ứng dụng của mình dễ dàng hơn.
Dưới đây là một số thư viện hỗ trợ triển khai WebSocket để bạn tham khảo:
Socket.IO
Là một thư viện được sử dụng rộng rãi trên thị trường, Socket.IO cung cấp khả năng giao tiếp hai chiều giữa trình duyệt và máy chủ theo thời gian thực. Thư viện có sẵn các tính năng như tự động kết nối lại, tùy chọn backup và hỗ trợ nhiều phương thức chuyển đổi khác nhau, giúp nó trở thành một sự lựa chọn tuyệt vời để hỗ trợ xây dựng các ứng dụng đáng tin cậy và có thể mở rộng. Các ngôn ngữ lập trình được hỗ trợ bởi Socket.IO bao gồm JavaScript, Java và Python.
SignalR
Là một thư viện giao tiếp trong thời gian thực được phát triển bởi Microsoft, SignalR cho phép người dùng xây dựng web app thời gian thực bằng cách cung cấp API đơn giản để tạo kết nối WebSocket. Không chỉ hỗ trợ triển khai từ phía máy chủ và phía máy khách, thư viện còn được sử dụng tốt với .NET, JavaScript và nhiều ngôn ngữ lập trình khác.
SignalR cũng cung cấp tính năng quản lý kết nối tự động, truyền phát tin nhắn và hỗ trợ mở rộng quy mô trên nhiều server.
SockJS
Thư viện JavaScript này cung cấp đối tượng tương tự WebSocket trong trình duyệt, ngay cả khi server không hỗ trợ WebSocket. SockJS cung cấp một cơ chế backup sử dụng cho các giao thức truyền tải thay thế, đồng thời hỗ trợ tốt cho nhiều chương trình phụ trợ và ngôn ngữ lập trình khác nhau như Java, Python hay Node.js.
ws
Là một trong những thư viện hỗ trợ triển khai WebSocket mạnh mẽ dành cho ngôn ngữ lập trình Node.js, ws cung cấp cho bạn một API đơn giản và rõ ràng, qua đó giúp việc triển khai được tiến hành dễ dàng và nhanh chóng hơn.
Phân biệt kết nối HTTP và WebSocket
WebSocket và HTTP đều là các giao thức được sử dụng để giao tiếp qua web, nhưng chúng phục vụ các mục đích khác nhau và hoạt động khác nhau. Vậy chính xác điểm khác biệt giữa HTTP và WebSocket là gì? Hãy tham khảo bảng so sánh chi tiết dưới đây:
| Tiêu chí | WebSocket | HTTP |
| Mô hình kết nối | Mô hình song song/hai chiều. | Mô hình phản hồi yêu cầu một chiều (máy khách yêu cầu, máy chủ phản hồi) |
| Tốc độ | Nhanh chóng khi kết nối vẫn mở, miễn là nó không bị kết thúc từ một bên. | Chậm vì cần thời gian để thiết lập kết nối mới cho mọi yêu cầu. |
| Khả năng xử lý yêu cầu thường xuyên | Các yêu cầu thường xuyên sẽ không ảnh hưởng đến kết nối và có thể được xử lý dễ dàng. | Các yêu cầu thường xuyên sẽ làm giảm hiệu suất của kết nối. |
| Độ trễ | Loại bỏ nhu cầu handshake thường xuyên và long-polling, do đó mang lại độ trễ thấp. | Yêu cầu handshake mới, nghĩa là độ trễ cao hơn. |
| TCP | Vốn chỉ hỗ trợ TCP. TCP cung cấp khả năng phân phối gói dữ liệu theo tuần tự, có cơ chế phát hiện lỗi và kiểm soát tắc nghẽn, qua đó mang lại độ tin cậy cao. | Chạy trên TCP, nhưng HTTP/3 sử dụng UDP (User Datagram Protocol) để tăng tốc độ mạng. |
| Caching | Không hỗ trợ bộ nhớ đệm vì nó chủ yếu phù hợp cho việc truyền dữ liệu động. Chỉ hỗ trợ cập nhật theo thời gian thực. | Lưu trữ dữ liệu tĩnh để tăng tốc độ gửi phản hồi. |
| Hỗ trợ dữ liệu nhị phân | Xử lý truyền dữ liệu nhị phân, cho phép truyền nội dung đa phương tiện như hình ảnh và video hiệu quả. | Dựa trên văn bản. Yêu cầu các giao thức hoặc mã hóa bổ sung (chẳng hạn Base64) để xử lý dữ liệu nhị phân. |
| Mã hóa và địa chỉ | Cung cấp một phiên bản an toàn (được mã hóa). Địa chỉ của phiên bản không được mã hóa bắt đầu bằng ws:// và phiên bản được mã hóa bắt đầu bằng wss://. | Cung cấp các chức năng tương tự như WebSocket thông qua http:// và https://. |
Câu hỏi thường gặp về WebSocket
Trong hành trình tìm hiểu WebSocket là gì, một số người dùng có thể gặp khó khăn với một số vấn đề. Để giúp bạn khám phá giao thức này dễ dàng hơn, chúng tôi đã tổng hợp lại một số câu hỏi thường gặp về WebSocket cùng với câu trả lời ngắn gọn cho từng vấn đề.
- Các kết nối WebSocket được thiết lập như thế nào?
Các kết nối WebSocket được thiết lập thông qua giao thức handshake – giao thức bắt tay sử dụng ws/wss tương tự như HTTP/HTTPS. Điều kiện để sử dụng lược đồ này là các server và máy khách cần tuân thủ theo giao thức kết nối tiêu chuẩn và đáp ứng các yêu cầu HTTP như Connection : Upgrade, Upgrade: WebSocket hay Sec-WebSocket-Key.
- WebSocket bảo mật dữ liệu riêng tư như thế nào?
Để bảo vệ bảo vệ dữ liệu riêng tư, WebSocket cung cấp một loạt giải pháp như:
- Cung cấp wss:// được mã hóa, hỗ trợ bảo vệ khỏi các cuộc tấn công trung gian
- Triển khai xác thực ứng dụng khách bằng cách xác thực cookie, xác thực mã thông báo, kiểm soát truy cập.
- Cung cấp chức năng che giấu dữ liệu để bảo vệ cả hai bên kết nối khỏi các cuộc tấn công.
- Sử dụng cấu trúc phân tán để phân phối kết nối WebSocket trên nhiều máy chủ và datacenter.
- WebSocket có tốt hơn HTTP không?
WebSocket có nhiều lợi thế hơn so với HTTP trong các trường hợp thao tác hay dịch vụ đang thực hiện của bạn yêu cầu có độ trễ thấp, đặc biệt là các tin nhắn từ khách hàng tới máy chủ.
- WebSocket có phải là version thay thế cho HTTP không?
Không. WebSocket có thể hiểu là phần mở rộng của HTTP. Trên thực tế, giao thức này được sử dụng cho các web app được xây dựng bằng JavaScript và yêu cầu cập nhật dữ liệu liên tục theo thời gian thực, chẳng hạn như online gaming.
Kết luận
Như vậy thì HVN Group đã chia sẻ các thông tin cần thiết về WebSocket là gì và cách để sử dụng giao thức hiệu quả đi kèm với những ưu, nhược điểm,… chi tiết nhất cho. Ngoài ra, bạn có thể trực tiếp gửi những thắc mắc về nội dung bên trên vào phần Livechat để các chuyên gia của chúng tôi có thể hỗ trợ và giải đáp sớm nhất.
