WebSocket

등장 배경

HTTP 프로토콜을 이용한 통신은 기본적으로 단방향이다. Client로부터 생성된 Request Packet이 서버에게 전달되면, 서버는 이에 대한 Reseponse Packet을 제공하는 방식으로 통신이 이루어진다.

이러한 단방향 통신의 단점은 서버에 변화가 있더라도, 반드시 클라이언트가 요청을 해야 해당 변화를 확인할 수 있다는 것이다. 웹소켓은 서버가 요청 없이도 클라이언트에게 데이터를 전송할 수 있도록 양방향 통신 환경을 제공함으로써 이러한 단점을 해결한다.

WebSocket (웹소켓)

정의

서버와 클라이언트 간 양방향 통신을 위한 프로토콜

ws://로 시작하며, TCP/IP 기반으로 동작한다.

동작 원리

1. 클라이언트가 서버에게 핸드쉐이킹(websocket 연결을 위한 협상)에 해당하는 HTTP 요청 전송

   GET /chat HTTP/1.1
   Host: example.com:8000
   Upgrade: websocket
   Connection: Upgrade
   Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
   Sec-WebSocket-Version: 13

   • HTTP 1.1 이상의 버전을 사용해야 함

   • HTTP 메소드는 반드시 GET

   • Upgrade: websocket 헤더를 포함

   • Connection: Upgrade 헤더를 포함

   • 클라이언트/서버 간 인증을 위한 Sec-WebSocket-Key 헤더를 포함

   • 서버가 웹소켓 버전을 인식할 수 없는 경우 버전 명시를 위해 Sec-WebSocket-Version 헤더를 포함

2. 서버는 1번 요청에 대한 응답을 전송

   // Success
   HTTP/1.1 101 Switching Protocols
   Upgrade: websocket
   Connection: Upgrade
   Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=

   • 이제부터 웹소켓 프로토콜을 사용할 것이라는 상태 코드 101을 사용

   • 마찬가지로 Upgrade, Connection 헤더를 포함

   • 클라이언트의 Sec-WebSocket-Key 값을 매직 스트링과 이어 붙이고 SHA-1 해시 알고리즘으로 암호화하고 base64로 인코딩한 값을 담은 Sec-WebSocket-Accept 헤더를 포함

   // Fail
   HTTP/1.1 400 Bad Request

   • 만약 연결에 실패했다면 서버는 즉시 400을 반환하고 즉시 소켓을 종료해야 함

3. 성공적으로 프로토콜이 웹소켓(ws)으로 변경된 경우, 이제 서버와 클라이언트는 언제든 메시지를 전송할 수 있다. (즉, 양방향 통신을 할 수 있다.)