WebSocketプロトコルとTCPプロトコルの比較と選択

WebSocket プロトコルと TCP プロトコルの比較と選択

ネットワーク通信において、TCP プロトコルは信頼性の高い伝送プロトコルであり、さまざまなネットワーク通信シナリオで広く使用されています。 WebSocket プロトコルは、HTTP に基づくアプリケーション層プロトコルであり、双方向通信機能を提供し、クライアントとサーバー間のリアルタイムのデータ対話を可能にします。この記事では、WebSocket プロトコルと TCP プロトコルを比較し、さまざまなシナリオでの選択について説明します。

1. プロトコルの特性とアプリケーション シナリオ

TCP プロトコルは、信頼性の高い接続指向の伝送プロトコルであり、データのセグメント化、フロー制御、輻輳制御、エラー検出と回復を提供します。メカニズム。信頼性の高い大量のデータを送信する場合、特にファイル転送や電子メールなど、データの正確性と整合性が必要なアプリケーション シナリオに適しています。

WebSocket プロトコルは、HTTP ベースの双方向通信プロトコルであり、HTTP プロトコルの一方向通信の制限を克服します。 WebSocket プロトコルを使用すると、サーバーは永続的な接続を確立してデータをクライアントにプッシュできるようになり、クライアントはサーバーにデータをアクティブに送信することもできます。そのため、リアルタイム通信、オンライン ゲーム、株式市場の押し上げなどのシナリオで広く使用されています。

2. パフォーマンスの比較

パフォーマンスの面では、TCP プロトコルは信頼性の高い送信を通じてデータの整合性を保証します。しかし、短所もあり、短い接続シナリオでは、各送信でハンドシェイク、接続の確立、データの送信、切断などのプロセスが必要となり、オーバーヘッドが追加されます。また、TCP プロトコルには輻輳制御機構があり、ネットワークが輻輳すると通信速度が低下します。

WebSocket プロトコルは、永続的な接続を確立することにより、ハンドシェイクと接続確立のオーバーヘッドを削減します。接続が正常に確立されると、その接続を介してデータを送信できるため、送信のたびに接続を再確立する必要がなくなり、送信効率が向上します。さらに、WebSocket プロトコルには輻輳制御メカニズムがないため、リアルタイム データ送信シナリオでのパフォーマンスが向上します。

3. 実装例

次に、WebSocket プロトコルと TCP プロトコルが実際のアプリケーションでどのように実装されるかをよりよく理解するために、WebSocket プロトコルと TCP プロトコルの具体的なコード例を示します。

最初は、WebSocket プロトコルの実装例です。クライアントは JavaScript コードを使用します:

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

socket.onopen = function() {
  console.log('WebSocket连接已建立');
};

socket.onmessage = function(event) {
  console.log('接收到服务器发送的消息：', event.data);
};

socket.onclose = function(event) {
  console.log('WebSocket连接已关闭');
};

// 发送数据
socket.send('Hello Server!');

サーバーは Node.js コードを使用します:

const http = require('http');
const WebSocketServer = require('websocket').server;

const server = http.createServer(function(request, response) {
  response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
  response.end('Hello World
');
});

server.listen(8080, function() {
  console.log('服务器已启动');
});

const wsServer = new WebSocketServer({
  httpServer: server,
  autoAcceptConnections: false
});

wsServer.on('request', function(request) {
  const connection = request.accept(null, request.origin);
  
  connection.on('message', function(message) {
    console.log('接收到客户端发送的消息：', message.utf8Data);
    // 回复消息
    connection.sendUTF('Hello Client!');
  });
  
  connection.on('close', function(reasonCode, description) {
    console.log('连接已关闭', reasonCode, description);
  });
});

次は、 TCP プロトコルの実装例: クライアントが C# コードを使用する:

using System;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

class TcpClientExample
{
    public static void Main()
    {
        TcpClient client = new TcpClient("localhost", 8080);
        NetworkStream stream = client.GetStream();
        
        byte[] data = Encoding.ASCII.GetBytes("Hello Server!");
        stream.Write(data, 0, data.Length);
        
        data = new byte[256];
        int bytes = stream.Read(data, 0, data.Length);
        string responseData = Encoding.ASCII.GetString(data, 0, bytes);
        Console.WriteLine("接收到服务器的响应：{0}", responseData);
        
        stream.Close();
        client.Close();
    }
}

サーバーが Java コードを使用する例:

import java.io.*;
import java.net.*;

class TcpServerExample
{
    public static void main(String args[]) throws Exception
    {
        ServerSocket server = new ServerSocket(8080);
        System.out.println("服务器已启动");
        
        Socket socket = server.accept();
        System.out.println("接收到客户端连接");
        
        BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
        
        String input = in.readLine();
        System.out.println("接收到客户端的消息：" + input);
        
        out.println("Hello Client!");
        
        in.close();
        out.close();
        socket.close();
        server.close();
    }
}

上記のサンプル コードを通じて、WebSocket プロトコルがより単純であることがわかります。数行のコードで通信接続を確立し、データ交換を行うことができます。 TCP プロトコルでは、同じ機能を実行するにはさらに多くのコードが必要です。

4. 選択とアプリケーション

WebSocket プロトコルまたは TCP プロトコルの使用を選択する場合は、特定のアプリケーション シナリオに基づいて判断する必要があります。

アプリケーションがリアルタイム通信、オンライン ゲーム、その他のシナリオを実装する必要があり、ネットワークの混雑の影響を受けない場合は、WebSocket プロトコルが適しています。より優れたパフォーマンスとユーザー エクスペリエンスを提供します。

アプリケーションがファイル転送、電子メール、その他のシナリオなど、信頼性の高いデータ送信を必要とする場合、またはネットワークの輻輳の影響を受けやすい場合には、TCP プロトコルの方が適しています。

つまり、WebSocket プロトコルと TCP プロトコルにはそれぞれ適用可能なシナリオがあり、実際の開発では特定のニーズに応じて選択して適用する必要があります。この記事で提供される比較と例が、読者が WebSocket プロトコルと TCP プロトコルの長所、短所、およびアプリケーションをよりよく理解するのに役立つことを願っています。

以上がWebSocketプロトコルとTCPプロトコルの比較と選択の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。