Чем WebSocket отличется от обычного сокета

1️⃣ Как кратко ответить

WebSocket — это протокол, обеспечивающий двустороннюю связь между клиентом и сервером через одно соединение, поддерживающий постоянное соединение и минимизирующий накладные расходы. Обычные сокеты — это низкоуровневые интерфейсы для передачи данных, требующие ручного управления соединениями и протоколами, такими как TCP или UDP.

2️⃣ Подробное объяснение темы

WebSocket и обычные сокеты — это технологии, которые позволяют обмениваться данными между устройствами в сети, но они работают на разных уровнях и имеют разные цели.

Обычные сокеты

Обычные сокеты — это низкоуровневые интерфейсы, которые обеспечивают возможность передачи данных между двумя узлами в сети. Они работают на транспортном уровне модели OSI и могут использовать протоколы TCP или UDP.

• TCP-сокеты: Обеспечивают надежную, ориентированную на соединение передачу данных. Они гарантируют, что данные будут доставлены в правильном порядке и без потерь. Это достигается за счет установления соединения, подтверждения получения данных и повторной передачи потерянных пакетов.

• UDP-сокеты: Обеспечивают ненадежную, без установления соединения передачу данных. Они быстрее, чем TCP, но не гарантируют доставку данных или их порядок. Используются в приложениях, где скорость важнее надежности, например, в потоковом видео или онлайн-играх.

Пример использования TCP-сокета в Python:

import socket
​
# Создание TCP-сокета
server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
​
# Привязка сокета к адресу и порту
server_socket.bind(('localhost', 8080))
​
# Прослушивание входящих соединений
server_socket.listen()
​
# Принятие соединения
client_socket, address = server_socket.accept()
​
# Получение данных
data = client_socket.recv(1024)
​
# Отправка данных
client_socket.sendall(b'Hello, client!')
​
# Закрытие соединения
client_socket.close()
server_socket.close()

• socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM): Создает TCP-сокет.
• bind(('localhost', 8080)): Привязывает сокет к адресу и порту.
• listen(): Начинает прослушивание входящих соединений.
• accept(): Принимает входящее соединение.
• recv(1024): Получает данные от клиента.
• sendall(b'Hello, client!'): Отправляет данные клиенту.
• close(): Закрывает соединение.

WebSocket

WebSocket — это протокол прикладного уровня, который обеспечивает двустороннюю связь между клиентом и сервером через одно соединение. Он работает поверх TCP и предназначен для приложений, требующих постоянного обмена данными, таких как чаты, онлайн-игры и обновления в реальном времени.

• Двусторонняя связь: WebSocket позволяет как клиенту, так и серверу отправлять данные в любое время, без необходимости устанавливать новое соединение.

• Постоянное соединение: После установления соединения оно остается открытым, что снижает накладные расходы на установку и закрытие соединений.

• Меньшие накладные расходы: WebSocket использует меньше заголовков по сравнению с HTTP, что делает его более эффективным для частого обмена данными.

Пример использования WebSocket в Python с библиотекой websockets:

import asyncio
import websockets
​
async def echo(websocket, path):
    async for message in websocket:
        # Отправка полученного сообщения обратно клиенту
        await websocket.send(f"Echo: {message}")
​
# Запуск WebSocket-сервера
start_server = websockets.serve(echo, "localhost", 8765)
​
# Запуск цикла событий
asyncio.get_event_loop().run_until_complete(start_server)
asyncio.get_event_loop().run_forever()

• websockets.serve(echo, "localhost", 8765): Создает WebSocket-сервер, который будет обрабатывать соединения на указанном адресе и порту.
• async for message in websocket: Асинхронно обрабатывает входящие сообщения от клиента.
• await websocket.send(f"Echo: {message}"): Отправляет сообщение обратно клиенту.

WebSocket и обычные сокеты имеют свои области применения. Обычные сокеты предоставляют низкоуровневый контроль над передачей данных, что полезно для специфических задач, требующих высокой производительности или надежности. WebSocket упрощает создание приложений с постоянным обменом данными, обеспечивая более высокоуровневый интерфейс и снижая накладные расходы.