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🔌 WebSocket

📝 개요

WebSocket은 실시간 웹 애플리케이션을 위해 설계된 통신 프로토콜로,
TCP(Transmission Control Protocol)를 기반으로 동작합니다.

💡 핵심:

“한 번 연결하면, 서버와 클라이언트가 지속적으로 양방향 통신을 수행할 수 있다”

• TCP 기반 → 신뢰성 있는 데이터 전송 보장
• 메시지 순서 보장
• 양방향(Full-Duplex) 통신 가능

특징

🔄 양방향 통신 (Full-Duplex)

• 클라이언트 → 서버 뿐만 아니라
• 서버 → 클라이언트도 자유롭게 데이터 전송 가능

👉 HTTP와 달리 서버가 먼저 데이터를 보낼 수 있음

🔗 지속적 연결 (Persistent Connection)

• 최초 연결 이후 연결을 유지
• 추가 HTTP 요청 없이 계속 통신 가능

👉 전화 통화처럼 계속 연결된 상태 유지

⚡ 실시간 데이터 전송

• 데이터 변경 시 즉시 전달 가능
• Polling 없이 실시간 처리

📦 데이터 전송 단위

• 데이터는 프레임(Frame) 단위로 전달됨

프레임 종류:

• 텍스트 프레임 (Text Frame)
• 바이너리 프레임 (Binary Frame)
• Ping / Pong 프레임 (연결 유지 확인)
• Close 프레임 (연결 종료)

💡 참고:

• 패킷(Packet)은 네트워크 계층 단위
• 프레임(Frame)은 WebSocket 프로토콜 단위

동작 방식

📊 전체 흐름

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server

    Client->>Server: HTTP 요청 (Upgrade: WebSocket)
    Server->>Client: 101 Switching Protocols
    Client->>Server: 메시지 전송 (Frame)
    Server->>Client: 메시지 전송 (Frame)

Loading

WebSocket 연결 (Handshake)

WebSocket은 HTTP 기반으로 연결을 시작한 후 프로토콜을 업그레이드합니다.

📌 클라이언트 요청

GET /socket
Host: example.com
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Key: randomKey
Sec-WebSocket-Version: 13

📌 서버 응답

101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: generatedKey

의미:

• Upgrade: websocket → WebSocket으로 전환 승인
• 101 Switching Protocols → 프로토콜 전환 완료

👉 이 이후부터는 HTTP가 아닌 WebSocket 프로토콜로 통신

프로토콜

• ws:// → 일반 WebSocket
• wss:// → 보안 WebSocket (TLS 적용)

관계:

ws : wss = http : https

이벤트

WebSocket 연결 후 다음 이벤트 사용 가능:

• open → 연결 성공
• message → 메시지 수신
• error → 오류 발생
• close → 연결 종료

장점

• 실시간 양방향 통신
• 서버 Push 가능
• Polling 제거로 네트워크 비용 절감
• 채팅, 알림, 게임 등에 적합

한계점

상태 관리 필요
: 연결을 계속 유지해야 하므로 서버에서 상태 관리 필요
서버 부하 증가
: 많은 연결을 동시에 유지해야 함
에러 처리 한계
: 연결이 끊어진 이유를 정확히 알기 어려움
재연결 처리 필요
: 자동 재연결 지원 ❌, 클라이언트에서 직접 구현 필요
브라우저 의존성
: HTML5 기반 → 구형 브라우저 미지원