使用WebSocket和NGINX构建实时Web应用

NGINX | 2014年7月21日

在博文《将 NGINX 用作 WebSocket 代理》中，我们讨论了如何使用 NGINX 代理WebSocket应用服务器。本文将探讨使用 WebSocket 创建实时应用时需要考虑的一些架构和基础设施问题，包括所需的组件以及系统的构建方式。

WebSocket 为 HTTP 增添交互性

HTTP非常适合基于请求/响应模式的Web应用。在这种模式下，通信始终由客户端发起请求，再由后端服务器响应。对于客户端与服务器之间采用更具交互性的消息式通信的Web应用，仅靠简单的HTTP无法满足需求。以往通过HTTP模拟全双工通信的方法较为复杂，并且存在许多缺点。WebSocket协议与WebSocket JavaScript接口相结合，可以更轻松地构建此类应用，同时减少数据传输量并降低延迟。

在客户端与服务器之间建立全双工套接字连接后，便可开发采用推送、轮询或流式通信的实时事件驱动型Web应用。使用WebSocket时，连接建立后，客户端或服务器均可发起通信。这支持多种类型的Web应用，包括网络游戏、聊天、股票行情跟踪和体育比分实时播报。

WebSocket的另一个用例是开发基于WebRTC的应用。WebRTC用于创建可在浏览器之间进行通信的应用。建立通信时需要单独的信令通道，而WebSocket是适合此用途的协议。

WebSocket应用的技术要求

WebSocket Web应用所需的最低基础设施包括：运行WebSocket JavaScript应用并与WebSocket服务器通信的客户端浏览器。目前，所有主流浏览器的最新版本均支持WebSocket，但仍需确保客户端使用支持WebSocket的浏览器。WebSocket服务器有多种选择，以下是适用于不同环境的一些示例（此列表仅为方便参考，并不代表NGINX, Inc.对其认可或推荐）：

	Node.js	Ruby
	ws	websocket-rails
	socket.io	em-websocket
	SockJS	webmachine-ruby

	Perl	Tomcat
	Mojolicious	WebSocket 操作指南
	Net::WebSocket::Server

	PHP	WebLogic
	Ratchet	在 WebLogic Server 中使用 WebSocket
	PHP-Push-WebSocket
	PHP-Websockets

	Python
	websockets
	ws4py

扩展WebSocket以应对高流量

可以使用单台WebSocket服务器，但应用性能会受到服务器容量的限制，而且该服务器也会成为单点故障。许多实时应用在开发时都希望得到广泛采用，但其增长速度往往难以预测。为支持实时应用日益普及，基础设施必须能够：

扩展以支持大量并发用户
在处理客户端与服务器之间的通信时提供低延迟
支持高可用性（即不存在单点故障）
支持轻松更改配置，以适应不断变化的条件

为此，可以将NGINX部署在WebSocket服务器和HTTP服务器前端（因为大多数WebSocket应用也使用HTTP），使其充当支持WebSocket的反向代理和负载均衡器。并非所有反向代理都直接支持WebSocket。例如，Amazon Web Services（AWS）环境中的Elastic Load Balancing（ELB）必须以TCP模式运行，因此无法处理HTTP标头。为解决这一限制，开发了Proxy Protocol，NGINX也支持该协议，因此AWS可全面支持WebSocket。使用NGINX作为WebSocket反向代理还可带来其他优势，例如灵活路由，以及由NGINX终止SSL连接的能力。

使用NGINX的典型WebSocket配置可能如下所示：

此处展示了多种桌面和移动客户端连接到一对高可用NGINX服务器，由这对服务器对一组HTTP和WebSocket服务器进行负载均衡。此类配置可承受一台WebSocket服务器或NGINX服务器发生故障，并可轻松添加或移除WebSocket服务器。此外，客户端无需了解连接WebSocket服务器的任何路由细节，从而构建稳健且可扩展的WebSocket应用基础设施。对于实时Web应用，Web性能和可靠性至关重要。立即联系我们，了解NGINX Plus如何帮助提升应用的性能、可靠性和可用性。

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