올바른 메시지 푸시 전략을 선택하는 법: 종합 안내

다양한 메시지 푸시 구현 방법이 있습니다:

짧은 폴링
긴 폴링
WebSocket
서버 전송 이벤트(SSE)
HTTP/2 서버 푸시
MQTT 프로토콜
타사 푸시 서비스

이 글에서는 너무 많은 옵션에 압도되지 않도록 어떤 솔루션을 선택해야 하는지 논의합니다.

짧은 폴링

네트워크 리소스: 짧은 폴링은 특히 클라이언트의 폴링 간격이 매우 짧을 때 많은 수의 네트워크 요청을 생성합니다. 이는 상당한 네트워크 오버헤드로 이어질 수 있습니다.
서버 처리: 서버는 새 데이터가 없더라도 각 폴링 요청을 처리하고 응답을 보내야 합니다. 이러한 빈번한 요청 처리는 CPU 및 메모리 사용량을 늘릴 수 있습니다.
요약: 업데이트가 드물지만 클라이언트가 계속해서 요청을 자주 보내는 경우 짧은 폴링은 대부분의 응답이 단순히 "새로운 데이터 없음"을 나타내므로 리소스를 낭비할 수 있습니다.

긴 폴링

클라이언트는 서버에 요청을 보내고 서버에 준비된 새 데이터가 없으면 새 데이터를 사용할 수 있을 때까지 연결을 열어 둡니다. 데이터가 전송되면 클라이언트는 데이터를 처리하고 즉시 새 요청을 보내 이 주기를 반복합니다.

긴 폴링은 이벤트 알림과 같은 실시간 또는 거의 실시간 알림 및 업데이트에 일반적으로 사용됩니다.

네트워크 리소스: 짧은 폴링에 비해 긴 폴링은 불필요한 네트워크 요청을 줄입니다. 서버는 새 데이터를 사용할 수 있을 때만 응답하여 네트워크 트래픽을 줄입니다.
서버 처리: 긴 폴링은 새 데이터가 도착하거나 시간 초과될 때까지 각 클라이언트 요청을 열어 두므로 서버가 더 많은 열린 연결을 유지 관리해야 합니다. 이는 메모리 사용량을 늘릴 수 있으며 서버의 동시 연결 제한에 도달할 수 있습니다.
요약: 긴 폴링은 특히 업데이트가 드물지만 클라이언트에 빠르게 전달해야 하는 경우 일부 시나리오에서 더 효율적인 리소스 사용량을 제공할 수 있습니다. 그러나 많은 클라이언트가 동시에 긴 폴링을 사용하는 경우 서버는 많은 수의 동시 열린 연결을 처리해야 할 수 있습니다.

WebSocket

WebSocket은 서버와 클라이언트 모두 언제든지 서로에게 데이터를 보낼 수 있도록 하는 전이중 통신 채널을 제공합니다. 실시간 채팅에 이상적인 매우 실시간적이고 효율적인 솔루션입니다.

네트워크 리소스: WebSocket은 연결을 설정하기 위해 단일 핸드셰이크만 필요하며, 그 후에는 각 메시지에 대한 새로운 요청-응답 주기가 필요 없이 데이터를 двонаправлено 전송할 수 있습니다. 이렇게 하면 네트워크 오버헤드가 크게 줄어듭니다.
서버 처리: WebSocket 연결이 설정되면 클라이언트 또는 서버가 닫기로 결정할 때까지 열린 상태로 있습니다. 즉, 서버는 활성 WebSocket 연결을 모두 유지 관리해야 하며, 이로 인해 메모리 및 기타 리소스가 소비될 수 있습니다.
요약: WebSocket은 데이터 업데이트가 빈번하고 실시간으로 클라이언트에 전달해야 하는 시나리오에서 매우 효과적입니다. 영구 연결을 유지 관리해야 하지만 네트워크 오버헤드가 줄어들기 때문에 일반적으로 더 효율적입니다.

서버 전송 이벤트(SSE)

서버 전송 이벤트(SSE)는 서버가 클라이언트에 새 데이터를 보내는 간단한 방법을 제공합니다. WebSocket보다 간단하지만 서버에서 클라이언트로의 단방향 통신만 허용합니다. 이벤트 알림 및 경고에 적합합니다.

네트워크 리소스: WebSocket과 유사하게 SSE는 영구 연결을 설정하기 위해 단일 핸드셰이크만 필요합니다. 설정되면 서버는 클라이언트에 메시지를 지속적으로 푸시할 수 있습니다.
서버 처리: SSE는 데이터를 보내기 위해 영구 연결을 유지 관리해야 하지만 WebSocket과 달리 단방향입니다. 즉, 서버는 클라이언트의 메시지를 처리할 필요가 없습니다.
요약: SSE는 실시간 알림과 같이 서버만 클라이언트에 데이터를 푸시해야 하는 시나리오에 효율적인 기술입니다.

HTTP/2 서버 푸시

HTTP/2 프로토콜은 서버가 클라이언트가 요청하기 전에 데이터를 사전에 보낼 수 있도록 하는 서버 푸시를 지원합니다. 이는 대기 시간을 줄일 수 있지만 일반적으로 일반 메시지 푸시보다는 CSS 또는 JavaScript 파일과 같은 관련 리소스를 보내는 데 사용됩니다.

로드 시간을 줄이고 웹 성능을 향상시키기 위해 CSS 및 JavaScript 파일과 같은 관련 리소스를 미리 보내는 데 주로 사용됩니다.
페이지 로드 속도와 사용자 경험을 향상시킬 수 있습니다.
일반 메시지 푸시에 적합하지 않으며 특정 서버 구성이 필요할 수 있는 HTTP/2 지원이 필요합니다.

MQTT 프로토콜

MQTT(Message Queue Telemetry Transport)는 게시/구독 모델을 기반으로 하는 경량 통신 프로토콜입니다. 클라이언트는 메시지를 수신하기 위해 관련 주제를 구독할 수 있으며 IoT(Internet of Things)의 표준 전송 프로토콜입니다.

이 프로토콜은 메시지 게시자를 구독자로부터 분리하여 신뢰할 수 없는 네트워크 환경에서도 원격으로 연결된 장치에 대한 안정적인 메시징 서비스를 제공합니다. 해당 사용법은 기존 메시지 큐(MQ)와 다소 유사합니다.

TCP 프로토콜은 전송 계층에서 작동하는 반면 MQTT는 응용 프로그램 계층에서 작동합니다. MQTT는 TCP/IP를 기반으로 구축되었으므로 TCP/IP가 지원되는 모든 곳에서 사용할 수 있습니다.

IoT에 MQTT를 사용하는 이유는 무엇입니까?

왜 MQTT가 더 익숙한 HTTP와 같은 다른 프로토콜 대신 IoT에서 널리 선호될까요?

HTTP는 클라이언트가 요청 후 응답을 기다려야 하는 동기 프로토콜입니다. IoT 환경에서 장치는 종종 대역폭 제약, 높은 대기 시간 및 불안정한 네트워크 연결의 영향을 받으므로 비동기 메시징 프로토콜이 더 적합합니다.
HTTP는 단방향이며 클라이언트는 메시지를 수신하기 위해 연결을 시작해야 합니다. 그러나 IoT 응용 프로그램에서 장치와 센서는 종종 클라이언트 역할을 하므로 네트워크에서 명령을 수동적으로 수신할 수 없습니다.
종종 단일 명령 또는 메시지를 네트워크의 모든 장치로 보내야 합니다. HTTP를 사용하여 이를 달성하는 것은 어려울 뿐만 아니라 비용도 많이 듭니다.

타사 푸시 서비스

Firebase Cloud Messaging(FCM) 또는 Apple Push Notification Service(APNs)와 같은 타사 푸시 서비스를 사용하여 메시지 푸시를 처리합니다.

비교

WebSocket 및 서버 전송 이벤트는 짧은 대기 시간과 높은 실시간 성능을 제공하지만 더 많은 서버 리소스가 필요할 수 있습니다. 긴 폴링은 더 높은 대기 시간을 발생시킬 수 있으며 가장 효율적인 솔루션이 아닐 수 있습니다. HTTP/2 서버 푸시 및 타사 푸시 서비스는 높은 실시간 성능이 필요하지 않은 응용 프로그램에 더 적합할 수 있습니다. 메시지 큐와 게시/구독 모델은 서버와 클라이언트를 분리하는 방법을 제공하지만 시스템 복잡성을 증가시킬 수 있습니다.

구현 방법을 선택할 때는 실시간 요구 사항, 서버 리소스, 네트워크 조건, 개발 및 유지 관리 복잡성을 포함한 특정 응용 프로그램 요구 사항을 고려하십시오. 다양한 요구 사항을 충족하기 위해 여러 방법을 결합할 수도 있습니다.

클라이언트가 많고 데이터 업데이트가 드물면 긴 폴링이 불필요한 네트워크 요청을 줄이기 때문에 짧은 폴링보다 더 효율적일 수 있습니다.
서버에 연결 제한이 있거나 리소스가 제한된 경우 많은 수의 긴 폴링 요청으로 인해 리소스가 소모되어 서버가 불안정해질 수 있습니다.
데이터 업데이트가 매우 잦은 경우 짧은 폴링이 잦은 요청을 더 간단하게 처리할 수 있기 때문에 더 적합할 수 있습니다.
WebSocket은 일반적으로 실시간 통신이 필요한 응용 프로그램에 더 효율적이고 리소스 친화적입니다. 네트워크 오버헤드를 줄이고 지속적인 저지연 двонаправлено 통신을 제공합니다.
짧은 폴링 및 긴 폴링은 영구 연결이 불필요하거나 WebSocket을 사용할 수 없거나 적절하지 않은 시나리오에 더 적합할 수 있습니다.
WebSocket: 온라인 채팅과 같은 실시간 상호 작용이 필요한 응용 프로그램에 적합한 двонаправлено 통신을 제공합니다. 전이중 통신이므로 двонаправлено 메시지 전송을 처리하는 데 더 많은 리소스가 필요할 수 있습니다.
SSE: 주식 시장 업데이트와 같이 서버만 데이터를 푸시해야 하는 응용 프로그램에 적합한 단방향 통신을 제공합니다. SSE는 단방향 통신만 처리하기 때문에 일반적으로 WebSocket보다 가볍습니다.
짧은 폴링: 특히 데이터 업데이트가 잦은 시나리오에서 상당한 네트워크 오버헤드를 생성할 수 있습니다.
긴 폴링: 네트워크 오버헤드를 줄이지만 새 데이터를 사용할 수 있거나 요청 시간이 초과될 때까지 서버에서 많은 열린 연결을 유지 관리해야 합니다.

리소스 소비 관점에서:

WebSocket 및 SSE는 영구 연결을 유지 관리해야 하지만 네트워크 오버헤드를 줄이기 때문에 일반적으로 짧은 폴링 및 긴 폴링보다 더 효율적입니다.
SSE는 단방향이므로 WebSocket보다 가벼울 수 있습니다.
짧은 폴링은 특히 요청이 잦고 데이터 업데이트가 드문 경우 가장 리소스가 많이 소모됩니다.
긴 폴링은 일부 경우에 짧은 폴링보다 더 효율적일 수 있지만 여전히 WebSocket 또는 SSE보다 덜 효율적입니다.

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