WebTransport 사용

WebTransport는 지연 시간이 짧은 양방향 클라이언트-서버 메시지를 제공하는 API입니다. 사용 사례와 향후 구현에 관한 의견을 제공하는 방법을 자세히 알아보세요.

Jeff Posnick

배경

WebTransport란 무엇인가요?

WebTransport는 HTTP/3 프로토콜을 양방향 전송으로 사용하는 웹 API입니다. 웹 클라이언트와 HTTP/3 서버 간의 양방향 통신을 위해 설계되었습니다. 데이터그램 API를 통해 신뢰할 수 없는 방식으로 데이터를 전송하고 스트림 API를 통해 신뢰할 수 있는 방식으로 데이터를 전송하는 것을 지원합니다.

데이터그램은 강력한 전송 보장이 필요하지 않은 데이터를 전송하고 수신하는 데 적합합니다. 데이터의 개별 패킷은 기본 연결의 최대 전송 단위 (MTU)에 의해 크기가 제한되며, 성공적으로 전송될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다. 전송되는 경우 임의의 순서로 도착할 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 데이터그램 API는 지연 시간이 짧은 최선의 노력 데이터 전송에 적합합니다. 데이터그램은 사용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 메시지라고 생각하면 되지만 암호화되고 혼잡 제어됩니다.

반면 스트림 API는 안정적인 순서 지정 데이터 전송을 제공합니다. 순서가 지정된 데이터 스트림을 하나 이상 전송하거나 수신해야 하는 시나리오에 적합합니다. 여러 WebTransport 스트림을 사용하는 것은 여러 TCP 연결을 설정하는 것과 유사하지만, HTTP/3는 내부적으로 더 가벼운 QUIC 프로토콜을 사용하므로 오버헤드 없이 열고 닫을 수 있습니다.

사용 사례

다음은 개발자가 WebTransport를 사용할 수 있는 몇 가지 방법입니다.

• 작고 신뢰할 수 없는 순서가 지정되지 않은 메시지를 통해 지연 시간을 최소화하여 정기적으로 게임 상태를 서버에 전송합니다.
• 다른 데이터 스트림과 독립적으로 지연 시간이 최소화된 서버에서 푸시된 미디어 스트림을 수신합니다.
• 웹페이지가 열려 있는 동안 서버에서 푸시된 알림을 수신합니다.

WebTransport를 어떻게 사용할 계획인지 자세히 알려주세요.

브라우저 지원

범용 브라우저 지원이 없는 모든 기능과 마찬가지로 기능 감지를 통해 방어적으로 코딩하는 것이 좋습니다.

현재 상태

WebTransport와 다른 기술의 관계

WebTransport가 WebSockets를 대체하나요?

아마도요. WebSockets 또는 WebTransport가 유효한 통신 프로토콜인 사용 사례가 있습니다.

WebSocket 통신은 단일하고 안정적이며 순서가 지정된 메시지 스트림을 중심으로 모델링되므로 일부 유형의 통신 요구사항에는 적합합니다. 이러한 특성이 필요한 경우 WebTransport의 스트림 API도 이를 제공할 수 있습니다. 반면 WebTransport의 데이터그램 API는 안정성이나 순서에 대한 보장 없이 지연 시간이 짧은 전송을 제공하므로 WebSockets를 직접 대체하지는 않습니다.

데이터그램 API를 통해 또는 여러 동시 스트림 API 인스턴스를 통해 WebTransport를 사용하면 WebSockets에서 문제가 될 수 있는 head-of-line blocking을 걱정하지 않아도 됩니다. 또한 기본 QUIC 핸드셰이크가 TLS를 통한 TCP 시작보다 빠르므로 새 연결을 설정할 때 성능 이점이 있습니다.

WebTransport는 새로운 초안 사양의 일부이며, 따라서 클라이언트 및 서버 라이브러리 주변의 WebSocket 생태계가 현재 훨씬 더 강력합니다. 일반적인 서버 설정과 광범위한 웹 클라이언트 지원을 통해 '바로 사용'할 수 있는 것이 필요한 경우 현재 WebSocket이 더 나은 선택입니다.

WebTransport는 UDP 소켓 API와 동일한가요?

아니요. WebTransport는 UDP 소켓 API가 아닙니다. WebTransport는 HTTP/3을 사용하며, HTTP/3은 '내부적으로' UDP를 사용하지만 WebTransport에는 암호화 및 혼잡 제어에 관한 요구사항이 있어 기본적인 UDP 소켓 API 이상의 기능을 제공합니다.

WebTransport는 WebRTC 데이터 채널의 대안인가요?

예, 클라이언트-서버 연결의 경우입니다. WebTransport는 기본 프로토콜이 다르지만 WebRTC 데이터 채널과 동일한 속성이 많습니다.

일반적으로 HTTP/3 호환 서버를 실행하려면 작동하는 전송을 위해 여러 프로토콜 (ICE, DTLS, SCTP)을 이해해야 하는 WebRTC 서버를 유지하는 것보다 설정 및 구성이 적게 필요합니다. WebRTC에는 클라이언트/서버 협상이 실패할 수 있는 움직이는 요소가 훨씬 더 많이 포함됩니다.

WebTransport API는 웹 개발자 사용 사례를 염두에 두고 설계되었으며, WebRTC의 데이터 채널 인터페이스를 사용하는 것보다 최신 웹 플랫폼 코드를 작성하는 것과 더 유사합니다. WebRTC와 달리 WebTransport는 Web Workers 내에서 지원되므로 특정 HTML 페이지와 독립적으로 클라이언트-서버 통신을 실행할 수 있습니다. WebTransport는 Streams 규격 인터페이스를 노출하므로 역압 관련 최적화를 지원합니다.

하지만 이미 만족스러운 WebRTC 클라이언트/서버 설정이 있는 경우 WebTransport로 전환해도 큰 이점이 없을 수 있습니다.

사용해 보기

WebTransport를 실험하는 가장 좋은 방법은 호환되는 HTTP/3 서버를 시작하는 것입니다. 그런 다음 기본 JavaScript 클라이언트와 함께 이 페이지를 사용하여 클라이언트/서버 통신을 시도할 수 있습니다.

또한 커뮤니티에서 유지관리하는 에코 서버는 webtransport.day에서 사용할 수 있습니다.

API 사용

WebTransport는 Streams API와 같은 최신 웹 플랫폼 기본 요소를 기반으로 설계되었습니다. 프라미스에 크게 의존하며 async 및 await와 잘 작동합니다.

Chromium의 현재 WebTransport 구현은 데이터그램과 단방향 및 양방향 스트림을 비롯한 세 가지 유형의 트래픽을 지원합니다.

서버에 연결

WebTransport 인스턴스를 만들어 HTTP/3 서버에 연결할 수 있습니다. URL의 스키마는 https이어야 합니다. 포트 번호를 명시적으로 지정해야 합니다.

ready 프로미스를 사용하여 연결이 설정될 때까지 기다려야 합니다. 이 약속은 설정이 완료될 때까지 이행되지 않으며 QUIC/TLS 단계에서 연결이 실패하면 거부됩니다.

closed 프로미스는 연결이 정상적으로 닫히면 이행되고, 종료가 예상치 못한 경우 거부됩니다.

서버가 클라이언트 표시 오류 (예: URL 경로가 유효하지 않음)로 인해 연결을 거부하면 closed가 거부되고 ready는 해결되지 않은 상태로 유지됩니다.

const url = 'https://example.com:4999/foo/bar';
const transport = new WebTransport(url);

// Optionally, set up functions to respond to
// the connection closing:
transport.closed.t>hen(() = {
  console.log(`The HTTP/3 connection to ${url} closed gracefully.`);
}).catch((>error) = {
  console.error(`The HTTP/3 connection to ${url} closed due to ${error}.`);
});

// Once .ready fulfills, the connection can be used.
await transport.ready;

데이터그램 API

서버에 연결된 WebTransport 인스턴스가 있으면 이를 사용하여 데이터그램이라고 하는 개별 데이터 비트를 보내고 받을 수 있습니다.

writeable getter는 웹 클라이언트가 서버에 데이터를 전송하는 데 사용할 수 있는 WritableStream를 반환합니다. readable getter는 ReadableStream를 반환하므로 서버의 데이터를 수신 대기할 수 있습니다. 두 스트림 모두 본질적으로 신뢰할 수 없으므로 작성한 데이터가 서버에서 수신되지 않을 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

두 유형의 스트림 모두 데이터 전송에 Uint8Array 인스턴스를 사용합니다.

// Send two datagrams to the server.
const writer = transport.datagrams.writable.getWriter();
const data1 = new Uint8Array([65, 66, 67]);
const data2 = new Uint8Array([68, 69, 70]);
writer.write(data1);
writer.write(data2);

// Read datagrams from the server.
const reader = transport.datagrams.readable.getReader();
while (true) {
  const {value, done} = await reader.read();
  if (done) {
    break;
  }
  // value is a Uint8Array.
  console.log(value);
}

스트림 API

서버에 연결되면 WebTransport를 사용하여 스트림 API를 통해 데이터를 보내고 받을 수도 있습니다.

모든 스트림의 각 청크는 Uint8Array입니다. 데이터그램 API와 달리 이러한 스트림은 안정적입니다. 하지만 각 스트림은 독립적이므로 스트림 간 데이터 순서는 보장되지 않습니다.

WebTransportSendStream

WebTransportSendStream는 WebTransport 인스턴스의 createUnidirectionalStream() 메서드를 사용하여 웹 클라이언트에 의해 생성되며, 이는 WebTransportSendStream의 약속을 반환합니다.

WritableStreamDefaultWriter의 close() 메서드를 사용하여 연결된 HTTP/3 스트림을 닫습니다. 브라우저는 실제로 연결된 스트림을 닫기 전에 대기 중인 모든 데이터를 전송하려고 합니다.

// Send two Uint8Arrays to the server.
const stream = await transport.createUnidirectionalStream();
const writer = stream.writable.getWriter();
const data1 = new Uint8Array([65, 66, 67]);
const data2 = new Uint8Array([68, 69, 70]);
writer.write(data1);
writer.write(data2);
try {
  await writer.close();
  console.log('All data has been sent.');
} catch (error) {
  console.error(`An error occurred: ${error}`);
}

마찬가지로 WritableStreamDefaultWriter의 abort() 메서드를 사용하여 서버에 RESET_STREAM를 전송합니다. abort()를 사용하면 브라우저에서 아직 전송되지 않은 대기 중인 데이터를 삭제할 수 있습니다.

const ws = await transport.createUnidirectionalStream();
const writer = ws.getWriter();
writer.write(...);
writer.write(...);
await writer.abort();
// Not all the data may have been written.

WebTransportReceiveStream

WebTransportReceiveStream는 서버에 의해 시작됩니다. 웹 클라이언트의 경우 WebTransportReceiveStream를 획득하는 과정은 두 단계로 이루어집니다. 먼저 WebTransport 인스턴스의 incomingUnidirectionalStreams 속성을 호출하여 ReadableStream를 반환합니다. 이 ReadableStream의 각 청크는 서버에서 전송된 Uint8Array 인스턴스를 읽는 데 사용할 수 있는 WebTransportReceiveStream입니다.

async function readFrom(receiveStream) {
  const reader = receiveStream.readable.getReader();
  while (true) {
    const {done, value} = await reader.read();
    if (done) {
      break;
    }
    // value is a Uint8Array
    console.log(value);
  }
}

const rs = transport.incomingUnidirectionalStreams;
const reader = rs.getReader();
while (true) {
  const {done, value} = await reader.read();
  if (done) {
    break;
  }
  // value is an instance of WebTransportReceiveStream
  await readFrom(value);
}

ReadableStreamDefaultReader의 closed 약속을 사용하여 스트림 종료를 감지할 수 있습니다. 기본 HTTP/3 스트림이 FIN 비트로 닫히면 모든 데이터를 읽은 후 closed 약속이 이행됩니다. HTTP/3 스트림이 갑자기 닫히면 (예: RESET_STREAM에 의해) closed 프로미스가 거부됩니다.

// Assume an active receiveStream
const reader = receiveStream.readable.getReader();
reader.closed.then(() => {
  console.log('The receiveStream closed gracefully.');
}).ca>tch(() = {
  console.error('The receiveStream closed abruptly.');
});

WebTransportBidirectionalStream

WebTransportBidirectionalStream는 서버 또는 클라이언트에서 생성할 수 있습니다.

웹 클라이언트는 WebTransport 인스턴스의 createBidirectionalStream() 메서드를 사용하여 WebTransportBidirectionalStream의 약속을 반환하는 인스턴스를 만들 수 있습니다.

const stream = await transport.createBidirectionalStream();
// stream is a WebTransportBidirectionalStream
// stream.readable is a ReadableStream
// stream.writable is a WritableStream

WebTransport 인스턴스의 incomingBidirectionalStreams 속성을 사용하여 서버에서 생성된 WebTransportBidirectionalStream를 수신할 수 있으며, 이 경우 ReadableStream가 반환됩니다. 이 ReadableStream의 각 청크는 WebTransportBidirectionalStream입니다.

const rs = transport.incomingBidirectionalStreams;
const reader = rs.getReader();
while (true) {
  const {done, value} = await reader.read();
  if (done) {
    break;
  }
  // value is a WebTransportBidirectionalStream
  // value.readable is a ReadableStream
  // value.writable is a WritableStream
}

WebTransportBidirectionalStream은 WebTransportSendStream과 WebTransportReceiveStream의 조합일 뿐입니다. 이전 두 섹션의 예시에서는 각 함수를 사용하는 방법을 설명합니다.

예시 더보기

WebTransport 초안 사양에는 모든 메서드와 속성에 대한 전체 문서와 함께 여러 추가 인라인 예가 포함되어 있습니다.

Chrome DevTools의 WebTransport

현재 Chrome DevTools는 WebTransport를 지원하지 않습니다. 이 Chrome 문제에 별표를 표시하면 DevTools 인터페이스 업데이트에 관한 알림을 받을 수 있습니다.

폴리필

WebTransport의 일부 기능을 구현하는 webtransport-ponyfill-websocket라는 폴리필 (또는 사용할 수 있는 독립형 모듈로 기능을 제공하는 포니필)이 제공됩니다. 프로젝트의 README에 있는 제약 조건을 주의 깊게 읽고 이 솔루션이 사용 사례에 적합한지 확인하세요.

개인 정보 보호 및 보안 고려사항

공식 안내는 초안 사양의 해당 섹션을 참고하세요.

의견

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• 해시태그 #WebTransport 및 사용 중인 위치와 방법에 관한 세부정보를 사용하여 @ChromiumDev에 트윗을 보내세요.

자유 게시판

다른 카테고리에 속하지 않는 일반적인 질문이나 문제의 경우 web-transport-dev Google 그룹을 사용하세요.

감사의 말씀

이 도움말에는 WebTransport 설명, 초안 사양, 관련 설계 문서의 정보가 포함되어 있습니다. 이러한 기반을 제공해 주신 각 저자에게 감사드립니다.

이 게시물의 히어로 이미지는 Unsplash의 Robin Pierre가 촬영한 것입니다.