Os WebSockets existem há mais de uma década, mas a web em tempo real existia muito antes de eles chegarem. Esta web ’em tempo real’ anterior era tipicamente mais lenta e difícil de alcançar. Foi alcançado por hacking de tecnologias web disponíveis que não foram construídas principalmente para aplicações em tempo real. Não havia solução com recursos no estilo de soquete TCP/IP em um ambiente web que pudesse resolver todas as preocupações associadas à operação em um ambiente web.
WebSockets: Uma breve história
Por volta de meados de 2008, dois desenvolvedores, Ian Hickson e Michael Carter, começaram a sentir as limitações das conexões HTTP tradicionais. Por meio de sua colaboração na lista de discussão do W3C e no Internet Relay Chat (IRC), eles elaboraram um plano para criar um novo padrão para comunicação moderna, em tempo real e bidirecional na web, que chamaram de ‘WebSockets’. Esse conceito acabou entrando no padrão HTML do W3C, e Michael Carter mais tarde introduziu o protocolo WebSocket para a comunidade de cometas por meio de um artigo.
Em 2010, o Google Chrome 4 se tornou o primeiro navegador a oferecer suporte a WebSockets, abrindo caminho para que outros navegadores seguissem o exemplo. Em 2011, o protocolo WebSocket (RFC 6455) foi oficialmente publicado no site do IETF. Hoje, quase todos os navegadores modernos oferecem suporte total a WebSockets, e os navegadores móveis no Android e iOS têm suporte a WebSocket desde 2013. Como resultado, o cenário atual para WebSockets é robusto, especialmente a partir de 2022.
O que exatamente é um WebSocket?
Um WebSocket é um protocolo de comunicação que fornece uma maneira padronizada para aplicativos da Web manterem uma conexão persistente com um servidor. Ao contrário das solicitações HTTP tradicionais, em que uma conexão é estabelecida e fechada para cada interação, os WebSockets mantêm a conexão aberta, permitindo a comunicação bidirecional. Isso significa que tanto o servidor quanto o cliente podem enviar e receber mensagens a qualquer momento, o que é ideal para aplicativos que exigem troca de dados em tempo real, como aplicativos de bate-papo, jogos online e transmissão ao vivo.
Antes que um cliente/navegador da Web e um servidor possam se comunicar entre si, uma conexão precisa ser estabelecida entre eles. O cliente inicia o processo enviando uma solicitação HTTP para o servidor com um cabeçalho Upgrade incluído na solicitação. Por exemplo:
GET ws://websocket.dotcom-monitor.com/ HTTP/1.1 Origin: http://example.com Connection: Upgrade Host: websocket.dotcom-monitor.com Upgrade: websocket
Essa solicitação informa ao servidor que o cliente deseja estabelecer uma conexão WebSocket. E se o servidor suporta WebSockets, ele aceita o aperto de mão enviando um cabeçalho de atualização na resposta. Por exemplo:
HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Handshake Date: Wed, 16 Oct 2013 10:07:34 GMT Connection: Upgrade Upgrade: WebSocket
Agora que o aperto de mão está concluído, ambas as partes podem começar a enviar dados um para o outro. Mais importante, como esses dados consistem apenas nos dados do seu aplicativo, e não em quaisquer atributos relacionados ao HTTP, como cabeçalhos, a comunicação acontece muito mais rápido quando comparada às solicitações HTTP tradicionais.
WebSockets vs. HTTP e AJAX
Ao contrário de protocolos como HTTP e AJAX, que se comunicam apenas em resposta às solicitações do cliente, os WebSockets oferecem um canal de comunicação full-duplex que permite que o servidor inicie a comunicação com o cliente a qualquer momento. Essencialmente, o protocolo WebSocket opera de forma semelhante a um aplicativo baseado em interrupção, em vez de depender de um método de sondagem. Isso representa uma mudança significativa em relação ao modelo HTTP tradicional, em que o cliente deve entrar em contato continuamente com o servidor para solicitar novos dados. Em HTTP, o servidor não pode enviar novas informações ao cliente, mesmo que haja alterações; ele só pode responder quando o cliente faz uma solicitação.
Essa limitação pode ser prejudicial para aplicativos em tempo real, especialmente à medida que o número de solicitações do cliente aumenta. Os WebSockets criam uma conexão bidirecional persistente que permite que o servidor envie atualizações por push para o cliente sem exigir solicitações constantes. Isso não apenas facilita uma conexão de baixa latência entre o cliente e o servidor, mas também reduz o tráfego de rede, eliminando a necessidade de os clientes enviarem pacotes repetidamente para atualizações.
Quais aplicativos você pode construir com websockets?
Os WebSockets são incrivelmente versáteis e podem ser usados para criar uma ampla gama de aplicativos. Alguns exemplos populares incluem:
- Aplicativos de bate-papo em tempo real: Os WebSockets permitem recursos de mensagens instantâneas em que os usuários podem enviar e receber mensagens em tempo real sem atualizar a página.
- Jogos online: Os jogos multijogador se beneficiam do WebSockets, permitindo que os jogadores interajam em tempo real, proporcionando uma experiência de jogo perfeita.
- Atualizações de esportes ao vivo: aplicativos que fornecem resultados ou atualizações ao vivo podem usar WebSockets para enviar dados aos usuários instantaneamente.
- Edição colaborativa: ferramentas que permitem que vários usuários editem documentos simultaneamente podem usar WebSockets para sincronizar alterações em tempo real.
- Plataformas de negociação de ações: Os traders podem receber atualizações em tempo real sobre os preços das ações e as mudanças do mercado, permitindo uma tomada de decisão mais rápida.
Desafios do uso de WebSockets
Embora os WebSockets ofereçam inúmeras vantagens para comunicação em tempo real, eles também apresentam vários desafios que desenvolvedores e empresas devem enfrentar para garantir desempenho e segurança ideais. Aqui estão alguns dos principais desafios associados ao uso de WebSockets:
1. Compatibilidade do navegador
Um dos principais desafios com o WebSockets é garantir a compatibilidade entre diferentes navegadores e dispositivos. Embora a maioria dos navegadores modernos suporte totalmente o protocolo WebSocket, versões mais antigas ou navegadores menos comuns podem não suportar, levando a inconsistências nas experiências do usuário. Os desenvolvedores precisam implementar fallbacks ou soluções alternativas para usuários em navegadores sem suporte, o que pode aumentar a complexidade do desenvolvimento.
2. Preocupações de segurança
Manter uma conexão aberta com WebSockets pode expor os aplicativos a várias ameaças de segurança. Ao contrário das conexões HTTP tradicionais que fecham após cada solicitação, os WebSockets permanecem abertos, tornando-os mais vulneráveis a ataques como Cross-Site WebSocket Hijacking (CSWSH) e ataques de negação de serviço (DoS). Os desenvolvedores devem implementar medidas de segurança robustas, incluindo mecanismos adequados de autenticação e autorização, para mitigar esses riscos. Além disso, garantir que os dados transmitidos por WebSockets sejam criptografados (por exemplo, usando o protocolo WSS) é crucial para proteger informações confidenciais.
3. Problemas de escalabilidade
As conexões WebSocket consomem recursos do servidor e o gerenciamento de um grande número de conexões simultâneas pode prejudicar o desempenho do servidor. À medida que o número de usuários ativos cresce, manter baixa latência e alta capacidade de resposta pode se tornar um desafio. Os desenvolvedores precisam projetar cuidadosamente sua arquitetura para lidar com a escalabilidade, potencialmente implementando balanceadores de carga e otimizando as configurações do servidor para oferecer suporte a aplicativos de grande escala.
4. Confiabilidade da rede
As conexões WebSocket dependem de condições de rede estáveis. Quaisquer flutuações na conectividade podem levar à queda de conexões ou ao aumento da latência, o que pode degradar a experiência do usuário. Os desenvolvedores devem implementar a lógica de reconexão para lidar com desconexões inesperadas normalmente e fornecer uma experiência perfeita para os usuários. Isso pode envolver mecanismos de repetição e gerenciamento de estado para garantir a consistência dos dados.
Quando um WebSocket é normalmente adequado para um aplicativo?
Na web em tempo real, webSockets não são apenas sobre imediatismo. Eles oferecem coisas como responsividade, sincronização e eficiência. Assim como no HTTP, um WebSocket tem um conjunto de cenários que ilustram onde pode ser uma melhor escolha para um projeto. Esses cenários incluem;
- Tempo de reação rápido. Quando um cliente precisa responder rapidamente a uma alteração, particularmente imprevisível, um WebSocket seria útil. Um exemplo é um aplicativo de bate-papo onde vários usuários podem conversar em tempo real. Ao contrário da Transferência de Estado Representacional (REST), um WebSocket tem uma eficiência maior, pois não requer uma sobrecarga de solicitação ou resposta para mensagens individuais enviadas ou recebidas.
- Atualizações contínuas. Quando um cliente deseja ser atualizado continuamente sobre o estado de um recurso, os WebSockets funcionam melhor. Eles são especialmente importantes onde um cliente não pode dizer quando uma mudança pode ocorrer
- Mensagens ad-hoc. Um WebSocket não segue o protocolo de solicitação-resposta. Ambos os extremos da conexão podem enviar uma mensagem a qualquer momento, e não há previsão para que uma mensagem indique que está relacionada a outra. Isso faz com que as tomadas da web se adaptem a cenários de “fogo e esqueça”.
- Mensagens de alta frequência com pequenas cargas úteis. Os WebSockets fornecem uma conexão estável e persistente para a troca de mensagens, o que significa que cada mensagem não incorre em impostos adicionais para estabelecer o transporte. Impostos como negociação de conteúdo, troca de cabeçalhos volumosos e estabelecimento de SSL só são impostos uma vez durante o estabelecimento da conexão inicial. Em outras palavras, não há imposto sobre mensagens individuais.
No geral, os WebSockets são ferramentas poderosas para aqueles que procuram adicionar funcionalidade em tempo real ao seu aplicativo web ou móvel. Eles resolvem algumas das maiores dores de cabeça associadas à comunicação do servidor, fazendo a ponte entre a lacuna de comunicação de duas vias completa. O WebSockets permite que o cliente e o servidor enviem dados sempre que desejarem, ao contrário de todos os outros métodos mais antigos. Isso leva a uma melhora substancial no desempenho e à redução da latência dos dados. Através de sua conexão leve, o WebSockets permite que as conexões sejam mantidas por mais tempo sem comprometer o desempenho.
Monitorando aplicativos web baseados em WebSocket
Em um momento em que os usuários on-line esperam um tempo de carga inferior a 2 segundos, o desempenho da sua plataforma web está agora mais pesado do que nunca. No entanto, as tecnologias complexas incorporadas nas páginas web modernas podem tornar bastante desafiador realizar testes de carga e monitoramento de desempenho. Ainda assim, você tem que ser a primeira pessoa a saber se seu aplicativo web está sofrendo falhas ou tempo de inatividade, não seus clientes ou visitantes.
Um aplicativo baseado no WebSocket pode se comunicar usando chamadas websocket síncronsas ou assíncrodas. Tecnicamente, acompanhar o desempenho de chamadas síncronsas é simples. Você apenas enviaria uma solicitação ao servidor e esperaria pela resposta. No entanto, pode ser desafiador se você estiver procurando fazer isso em escala para estabelecer benchmarks de desempenho sob carga pesada. Para esses casos, soluções de monitoramento sintético podem ajudá-lo a monitorar continuamente o desempenho do seu aplicativo. Os APMs sintéticos monitoram seus aplicativos baseados no WebSocket a partir de dispositivos e navegadores reais localizados em todo o mundo e podem ajudá-lo a rastrear problemas relacionados ao dimensionamento, desempenho e capacidade de resposta.
Chamadas assíncronsas, por outro lado, são difíceis de monitorar porque não exigem que um cliente inicie a solicitação. Aqui, o servidor envia dados ao cliente por conta própria. E como o WebSocket assíncroníncroous chama de poder as notificações em tempo real da internet, monitorá-las torna-se crucial. As soluções de monitoramento sintético são as únicas opções viáveis aqui, pois muitas vezes consistem em mecanismos sofisticados e proprietários para medir o desempenho de chamadas assíncrodas do WebSocket em escala.
Como é feito o monitoramento de aplicativos web?
Embora ter seu aplicativo web on-line seja fundamental para o seu negócio, você não pode olhar para o seu monitor para possíveis problemas 24horas por dia ou continuar tocando na tecla F5 para tentar recarregar- não vai funcionar. Mesmo a criação de um centro de comando completo com uma equipe de monitoramento pode não ser viável, pelo menos não para pequenas e médias empresas. As ferramentas de monitoramento de aplicativos web são vitais para identificar problemas e manter um aplicativo web saudável antes que eles amassem suas vendas.
O monitoramento de aplicativos web é o processo de verificar a disponibilidade e o desempenho de uma página web ou de um aplicativo web para garantir que um recurso da Web esteja sempre disponível para usuários on-line. Engloba uma série de variáveis, como rede, conectividade de servidor e banco de dados. Um sistema de monitoramento também pode registrar as métricas de desempenho da interação de uma plataforma de computação com um aplicativo.
Conclusão: Por que monitorar seu aplicativo Web baseado em WebSocket?
Monitorar seu aplicativo WebSocket é crucial por vários motivos. Primeiro, ajuda a garantir uma experiência de usuário perfeita, identificando e resolvendo problemas antes que eles afetem os usuários. O monitoramento regular permite que você obtenha insights sobre padrões de tráfego e comportamento do usuário, permitindo que você tome decisões baseadas em dados para otimização de desempenho. Além disso, ajuda a manter a segurança detectando atividades incomuns ou possíveis ataques em suas conexões WebSocket. No geral, o monitoramento eficaz é fundamental para fornecer um aplicativo confiável e de alta qualidade que atenda às expectativas do usuário.
No final das contas, escolher a ferramenta de monitoramento certa pode fazer toda a diferença na manutenção do desempenho de seus aplicativos WebSocket. O Dotcom-Monitor oferece soluções robustas para monitorar aplicativos WebSocket, fornecendo informações em tempo real sobre a integridade da conexão, métricas de desempenho e experiência do usuário. Com o Dotcom-Monitor, você pode garantir que seus aplicativos WebSocket funcionem sem problemas, permitindo que você se concentre na criação de experiências envolventes e interativas para seus usuários.
