Qu'est-ce qu'une WebSocket ?

Dernière mise à jour : 16 octobre 2024

Qu’est-ce que les WebSockets ?

WebSockets est un protocole de communication moderne qui permet une communication bidirectionnelle entre un client, tel qu’un navigateur web, et un serveur dorsal par le biais d’une connexion TCP unique. Contrairement au protocole HTTP traditionnel qui suit un modèle demande-réponse, les WebSockets créent une connexion persistante qui permet au client et au serveur d’envoyer et de recevoir des messages à tout moment. Cela signifie que vous pouvez bénéficier d’interactions en temps réel. Les WebSockets sont donc parfaits pour des applications telles que les plateformes de chat, les mises à jour en direct et les jeux interactifs.

Avec les WebSockets, les données peuvent circuler librement dans les deux sens pour améliorer l’expérience de l’utilisateur en lui fournissant un retour d’information et des mises à jour instantanées, sans qu’il ait besoin de les actualiser en permanence. C’est un moyen fantastique de maintenir les utilisateurs engagés et connectés, ce qui fait des WebSockets un choix de premier ordre pour les développeurs qui cherchent à créer des applications web dynamiques !

Comment fonctionnent les WebSockets

Établir une connexion

La connexion WebSocket commence par une poignée de main, au cours de laquelle un client lance une requête HTTP vers un serveur avec un en-tête Upgrade spécifiant “websocket”.
Cette requête comprend également un en-tête Connection réglé sur “Upgrade”, indiquant l’intention du client de changer de protocole.
Si le serveur prend en charge les WebSockets, il répond par un en-tête Upgrade et un code d’état 101 Switching Protocols, et la connexion passe de HTTP à WebSocket.

Communication en duplex intégral

Une fois qu’une connexion WebSocket est établie, les clients et les serveurs peuvent envoyer et recevoir des messages indépendamment les uns des autres.
Cette communication bidirectionnelle se poursuit jusqu’à ce que le client ou le serveur ferme la connexion.
Les connexions WebSocket peuvent également spécifier des sous-protocoles, qui sont des protocoles de niveau application superposés au protocole WebSocket pour des besoins de communication plus complexes.

Encadrement des messages

Les messages WebSocket sont encadrés pour garantir une communication efficace et structurée.
Chaque message se compose d’un en-tête de trame suivi des données utiles.
Les trames peuvent contenir des données textuelles, des données binaires ou des trames de contrôle, qui gèrent la connexion.

Avantages des WebSockets

Communication en temps réel

Les WebSockets permettent une communication en temps réel et un échange de données instantané entre le client et le serveur.
Ceci est crucial pour des applications telles que le chat en direct, les jeux en ligne et les téléscripteurs financiers.

Réduction du temps de latence

En maintenant une connexion ouverte, les WebSockets réduisent le temps de latence associé à l’établissement de nouvelles connexions HTTP.
Cela se traduit par une livraison plus rapide des messages et une meilleure réactivité de l’utilisateur.

Réduction de l’utilisation de la bande passante

Les WebSockets éliminent le besoin d’en-têtes de demande et de réponse HTTP pour chaque message, ce qui permet de réduire l’utilisation de la bande passante.
Cette efficacité est très bénéfique pour les applications qui nécessitent des mises à jour fréquentes des données.

Évolutivité

Les WebSockets prennent en charge de nombreuses connexions simultanées, ce qui les rend adaptés aux applications évolutives en temps réel. Les serveurs WebSocket modernes peuvent gérer des milliers de connexions simultanément.

Cas d’utilisation courants des WebSockets

Chat Applications

Les WebSockets sont idéales pour les applications de chat où la transmission de messages en temps réel est essentielle.
Elles permettent de mettre en œuvre efficacement les fonctionnalités de chat privé et de chat de groupe.

Mises à jour en direct

Les applications qui nécessitent des mises à jour en direct, telles que les flux d’informations, les mises à jour des médias sociaux et les résultats sportifs en direct, bénéficient considérablement de la capacité des WebSockets à envoyer des mises à jour aux clients en temps réel.

Jeux en ligne

Les WebSockets assurent la communication en temps réel et à faible latence nécessaire aux jeux multijoueurs en ligne.
Les joueurs peuvent interagir en temps réel, ce qui améliore l’expérience de jeu.

Outils de collaboration

Les outils de collaboration tels que les éditeurs de documents en ligne, les tableaux blancs et les applications de gestion de projet utilisent les WebSockets pour synchroniser les changements en temps réel entre plusieurs utilisateurs.

Applications financières

Les WebSockets sont utilisées dans les applications financières pour fournir en temps réel des données de marché, des cours de bourse et des informations sur les transactions.
Les mises à jour instantanées sont essentielles pour prendre des décisions financières en temps voulu.

Mise en œuvre de WebSockets

Configuration d’un serveur WebSocket

Pour mettre en œuvre les WebSockets, vous avez besoin d’un serveur qui prend en charge le protocole WebSocket.
Les cadres et les bibliothèques les plus répandus sont les suivants

Node.js avec ws : Une bibliothèque WebSocket simple et efficace pour Node.js.
Socket.IO : une bibliothèque populaire pour les applications web en temps réel qui prend en charge les WebSockets et se rabat sur d’autres protocoles si nécessaire.
Spring WebSocket : Module du Spring Framework qui prend en charge la communication WebSocket dans les applications Java.

Création d’un client WebSocket

Du côté client, les navigateurs modernes prennent en charge les sockets Web par l’intermédiaire de l’API WebSocket.
Voici un exemple de création d’un client WebSocket en JavaScript :

				
					// Create a new WebSocket connection 

const socket = new WebSocket('ws://localhost:8080/socket'); 

 

// Connection opened 

socket.addEventListener('open', function (event) { 

    console.log('WebSocket connection opened'); 

    socket.send('Hello Server!'); 

}); 

 

// Listen for messages 

socket.addEventListener('message', function (event) { 

    console.log('Message from server:', event.data); 

}); 

 

// Listen for connection close 

socket.addEventListener('close', function (event) { 

    console.log('WebSocket connection closed'); 

}); 

 

// Handle errors 

socket.addEventListener('error', function (event) { 

    console.error('WebSocket error:', event); 

});

Dans cet exemple, l’objet WebSocket est utilisé pour créer une connexion avec le serveur WebSocket fonctionnant sur localhost au port 8080. Les récepteurs d’événements onopen, onmessage, onclose et onerror gèrent le cycle de vie de la connexion.

Traitement des messages

Les messages WebSocket peuvent être gérés à l’aide de récepteurs d’événements, tant du côté du client que du côté du serveur.
L’événement message est utilisé pour traiter les messages entrants.
Les messages peuvent être envoyés sous forme de texte ou de données binaires. Le format JSON est couramment utilisé pour l’échange de données structurées.

Fonctionnalités de l’API WebSocket

Sous-protocoles

Les sous-protocoles permettent aux WebSockets d’utiliser des protocoles spécifiques en plus de la connexion WebSocket de base.
Cela permet de définir des protocoles de communication personnalisés pour des interactions plus complexes.

État prêt

La propriété readyState de l’objet WebSocket indique l’état actuel de la connexion WebSocket.
Les valeurs possibles sont les suivantes :

0 (CONNEXION) : La connexion n’est pas encore ouverte.

1 (OUVERT) : La connexion est ouverte et disponible pour communiquer immédiatement.

2 (FERMETURE) : La connexion est en train de se fermer.

3 (FERMÉ) : La connexion est fermée ou ne peut pas être ouverte.

authentification

Les connexions WebSocket peuvent nécessiter une authentification pour garantir que seuls les clients autorisés peuvent se connecter.
Pour ce faire, des jetons ou d’autres méthodes peuvent être transmis au cours de la phase d’échange.

Données binaires

Les WebSockets permettent d’envoyer et de recevoir des données binaires, ce qui est utile pour les applications qui transfèrent des images, des fichiers ou d’autres formats binaires.

Notifications

Les connexions WebSocket peuvent être utilisées pour envoyer des notifications aux clients en temps réel.
Ceci est particulièrement utile pour les applications qui alertent les utilisateurs sur des événements ou des mises à jour importants.

Meilleures pratiques pour l’utilisation des WebSockets

Gestion des connexions

Gérez correctement les connexions WebSocket en gérant les événements d’ouverture, de fermeture et d’erreur de la connexion.
La logique de reconnexion doit être mise en œuvre pour gérer les déconnexions avec élégance.

Sécurité

Utilisez des WebSockets sécurisés (wss://) pour crypter les données et les protéger contre les écoutes clandestines et les attaques de type “man-in-the-middle”.
Validez et désinfectez en permanence les messages entrants afin de prévenir les attaques par injection.

détartrage

Envisagez de faire évoluer les applications WebSocket à l’aide d’équilibreurs de charge et de techniques de mise en grappe.
Des outils tels que NGINX et HAProxy peuvent aider à répartir les connexions WebSocket sur plusieurs serveurs.

Gestion des erreurs

Mettez en œuvre une gestion robuste des erreurs pour gérer les conditions inattendues et maintenir la stabilité de la connexion.
Enregistrez les erreurs à des fins de débogage et de surveillance.

Gestion des ressources

Surveillez et gérez les ressources du serveur afin d’éviter l’épuisement de nombreuses connexions WebSocket simultanées.
Mettez en œuvre des stratégies de limitation du débit et d’allocation des ressources si nécessaire.

Mécanismes de maintien en vie

Mettez en œuvre des mécanismes de maintien en vie pour détecter les clients inactifs et libérer des ressources.
Ceci peut être réalisé en envoyant périodiquement des trames ping/pong.

Intégrer les sockets Web aux technologies Web existantes

HTML et WebSockets

Les WebSockets peuvent être intégrées dans des pages HTML pour créer des applications web interactives dynamiques et en temps réel.
Les formulaires et interfaces HTML peuvent interagir avec des points d’extrémité WebSocket pour fournir un retour d’information et des mises à jour en temps réel.

Données JSON

JSON est un format d’échange de données léger couramment utilisé avec les WebSockets pour échanger des données structurées. Vous pouvez facilement gérer des structures de données complexes dans vos communications WebSocket en envoyant et en recevant des objets JSON.

Points finaux

Les points de terminaison WebSocket sont définis sur le serveur pour gérer les connexions et les messages entrants.
Un point de terminaison est une URL ou un chemin spécifique où le serveur WebSocket écoute les connexions.

Couche transport

Les WebSockets fonctionnent sur la couche de transport TCP, ce qui permet une livraison fiable et ordonnée des messages.
Cela garantit que les messages sont livrés dans l’ordre où ils ont été envoyés et sans perte.

Intégration du serveur Web

Les WebSockets peuvent être intégrées aux serveurs web traditionnels (serveurs HTTP) pour fournir des services HTTP standard et une communication WebSocket en temps réel.
Cela permet à l’utilisateur de bénéficier d’une expérience transparente où le contenu statique et les mises à jour en temps réel sont servis par le même serveur.

conclusion

Les WebSockets sont une technologie puissante pour la création d’applications web interactives en temps réel.
Les WebSockets permettent l’échange instantané de données, une latence réduite et une utilisation efficace de la bande passante en fournissant des canaux de communication en duplex intégral.
La mise en œuvre des WebSockets implique la configuration d’un serveur compatible, la création d’un client à l’aide de l’API WebSocket et le respect des meilleures pratiques en matière de gestion des connexions, de sécurité et d’évolutivité.

Que vous développiez une application de chat, un jeu en ligne ou un service de mise à jour en direct, les WebSockets offrent les performances et la fiabilité nécessaires aux applications web modernes.
L’adoption de cette technologie peut améliorer considérablement l’expérience utilisateur et l’efficacité opérationnelle de vos applications web.

Pour des informations plus détaillées et des exemples, reportez-vous à la documentation officielle de l’API WebSocket et à d’autres ressources disponibles sur GitHub.
Une mise en œuvre et une gestion correctes des WebSockets vous aideront à créer des applications robustes et en temps réel qui répondent aux besoins de l’environnement web actuel.

L’utilisation de la solution de surveillance des applications web de Dotcom-Monitor, qui fournit des contrôles complets et systématiques, est le moyen le plus sûr de garantir que vos applications web fonctionnent de manière optimale.

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