CC BY
0УДК 004.771 Бодина Я.И., Великанов В.В.
Бодина Я.И.
магистрант
Волгоградский государственный технический университет
(г. Волгоград, Россия)
Великанов В.В.
к.э.н., доцент
Волгоградский государственный технический университет
(г. Волгоград, Россия)
К ВОПРОСУ ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ЧАТ-СЕРВЕРА В СРЕДЕ ИНТЕРНЕТ
Аннотация: в этой статье рассмотрим основные вопросы, связанные с разработкой чат-сервера в среде Интернет, в том числе архитектуры системы, вопрос безопасности и производительности, а также протоколы передачи данных. Особенный интерес уделяется анализу преимуществ и недостатков различных подходов, кроме того, сделаем упор на предоставление рекомендаций по их оптимальному использованию в зависимости от конкретных условий и требований. Цель статьи - помочь разработчикам, предоставить вам сведения и инструменты, которые в дальнейшем смогут оказать поддержку в разработке эффективного и надёжного чат - сервера.
Ключевые слова: интернет, безопасность, производительность, чат-сервер, протокол, передача данных, архитектура, интерфейс, масштабируемость.
Особенности создания чат-сервера в среде интернет стало немаловажной проблемой, так как потребность вообще не в режиме реального времени стало набирать обороты. Настоящее время количество людей организации, которые большую часть вопросов и задач обсуждает в режиме онлайн, становится больше от этого и идёт потребность в надёжных и эффективных чат-серверах. В настоящее время многие люди используют интернет для реализации
большого объема задач, от этого надёжность и эффективность системы сервера только увеличивается. Более того, с развитием новых технологий и увеличением числа пользователей интернета, разработка чат-сервера становится не просто востребованной темой для исследования, но и не менее важной задачей. Тем не менее разработка чат-сервера довольно сложная задача, которая требует больших знаний и понимание многих факторов, включая архитектуру системы, протоколы передачи данных, производительность безопасности. Рассмотрим детально эти элементы, чтобы помочь разработчикам при создании эффективного чат-сервера. Надеюсь, что наше исследование и выводы смогут помочь разработчикам при создании нового и более усовершенствованного чат-сервера, который сможет обеспечить качественное и надёжное Интернет-общение.
Одним из процессов разработки чат-сервера является выбор архитектуры систем [3,7]. Выявлены следующие классы системы: одноуровневая, двухуровневая, трёхуровневая. Стоит отметить, что нет единого мнения специалистов по вопросу разделения уровней, по этой причине могут встречаться различные варианты. Выбор зависит от большого количества факторов, которые включают в себя сценарий использования, требования к безопасности и производительности, а также ресурсы и уровни знаний разработчиков. Выбирая более простой в управлении и разработки путь, можно столкнуться с такими препятствиями как создание, когда сервер не может обрабатывать растущее количество запросов или одновременных подключений и проблемы с масштабируемостью. Если посмотреть с другой стороны, более усложнённый вариант архитектуры предлагает устойчивость к отказам и масштабированию, но, скорее всего, может быть сложна в реализации и поддержке. Однако, важно не забывать, что выбор между ними не является бинарным, вместо этого можно найти решение, основанное на конкретных требованиях и контексте. Можно попытаться предоставить подробный вид каждой из архитектур системы, разобрать их преимущества и недостатки, в том
числе дать различные рекомендации выбора наиболее подходящих вариантов для конкретных условий задач.
Выбор протокола передачи данных играет основную роль в разработке чат-сервера. Такие протоколы как Transmission Control (TCP) и User Datagram Protocol (UDP) чаще всего используются для обеспечения эффективной и надёжной передачи данных. TCP представляет собой надёжность и устойчивость, и это делает его безупречным для большинства чат-серверов, так как там важна доставка каждого сообщения. При этом TCP может быть более медленным и менее эффективным в сравнении с UDP, а именно в сетях с высокой задержкой или потерями. С другой стороны, UDP предлагает более высокую производительность технической задержки, однако это за счёт гарантии в порядочности и доставки. При этом выбор правильного протокола напрямую зависит от конкретных требований приложения. Этот выбор может зависеть от многих моментов, включая в себя типы данных, которые необходимо передать, характеристики сетей для работы чат-сервера, и конкретные требования к производительности и надёжности. В момент выбора протокола передачи данных, а также его особенности, нужно учитывать его преимущества и недостатки, рассмотреть все рекомендации для выбора наиболее подходящего протокола в зависимости от специфики требований к функционированию чат-сервера [2].
Безопасность является важной частью, которую обязательно нужно учесть при разработке чат-сервера. В защиту конфиденциальности учитывают: защиту данных пользователей, шифрование сообщений и аутентификацию пользователей. С помощью антивирусных программ, обнаружения систем вторжения, можно предоставить защиту пользовательских данных. Для избежания несанкционированного доступа, происходит проверка аутентификации пользователей, при помощи использования сертификатов или паролей. Конфиденциальность личных данных, особенно, при передаче сообщений по незащищенным или открытым серверам, обязательно должна использовать шифрование сообщений во избежание утечки информации.
В нынешних тенденциях особое внимание нужно уделить безопасности. Независимо от того, является угроза маленькой и незначительной, она в дальнейшем может привести к серьезным последствиям, таким как нарушение конфиденциальности, потери данных, и к потере доверия пользователя. Для повышения безопасности информации, необходимо рассмотреть наибольшее количество методов и технологий.
Допустимость и производительность - одни из немаловажных факторов, которые нужно учитывать в обязательном порядке при разработке чат-сервера. Контроль допустимости, при обработке чатов крайне важная задача. Для удовлетворённости клиентов от обслуживания, является своевременность ответа в чатах. При рассмотрении наилучших передач клиентских опытов учитываются: время ожидания чата общей очереди, ожидание в рабочем месте оператора, время первого ответа клиенту. Для эффективного контроля уровня показателя, рекомендуем использовать показатель Service Level (SL).
За обеспечение низкой задержки сообщений и обработки большого количества одновременных соединений отвечает производительность. Для оптимизации сервера требуется обработка соединения на уровне приложения. Оптимизация может происходить с помощью асинхронности или многопоточности, с использованием алгоритмов высокопроизводительных оптимизаций и TCP оптимизаций, различных структур данных. Если рассматривать другие стороны, при задержке обработки сообщений могут потребоваться протоколы и оптимизация сетей. Для решения можно использовать технологию с низкой задержкой Quick UDP Internet Connections (QUIC), а вместо TCP будет использоваться UDP. Качество и удовлетворённость обслуживания пользователя напрямую зависит от производительности чат-сервера, как успех всего продукта. Для оптимизации производительности необходимо рассматривать различные методы и технологии в зависимости от факторов общения в реальном времени.
Одной из главных задач использования пользователя чат-сервера, является функциональность удобства пользовательского интерфейса. Чтобы
получить максимум пользы, необходимо разработать лёгкий и понятный интерфейс, для максимального взаимодействия пользователя с чатом [5].
Дизайн визуального пользовательского интерфейса, может облегчить понимание чата и упростить общение при помощи лёгких и понятных компонентов. Обязательно нужно учитывать технические требования по функционалу интерфейса, для облегчения обмена информацией. При помощи соблюдения технических требований повышается эффективность увеличения конверсии, эффективной и упрощенной коммуникации, а также увеличивается количество положительных отзывов.
Масштабируемость чат-сервера увеличивает объемы обработки при добавлении дополнительных ресурсов. Это значимо для обеспечения эффективного и надёжного обслуживания большого количества пользователей [6]. Если рассмотреть различность электронной почты и SMS, то чат - это средство обмена информацией в режиме реального времени. Поэтому у пользователей высокие ожидания от чат-сервера. Интерес пользователей может пропасть в зависимости от обстоятельств, к ним относится запуск нового продукта или шаблонных баз данных. В общей сложности это значит, что архитектура вашего приложения должна быстро реагировать на изменение тенденций и спроса. Как пример, отложенное или отсутствующее сообщение является итогом загруженной архитектуры и послужит одним из способов подорвать хорошее впечатление пользователей. Было бы затратно и расточительно с вашей стороны запускать приложение на больших серверах, так как спрос может резко обвалиться. Чтобы такого не произошло, архитектуру нужно построить таким образом, чтобы она могла масштабировать вверх и вниз по необходимости, а для этого нам потребуются два взаимосвязанных архитектурных варианта.
Архитектура микро-сервисов: для этого вам потребуется разбить приложение на множество маленьких компонентов, при этом каждый из них хорошо выполняет одну задачу и может работать независимо от других.
Горизонтальное масштабирование: для того, чтобы масштабироваться на более крупных участках, нужно создать свое приложение так, чтобы несколько вариантов каждой из служб могли работать параллельно. Это поможет вам добавлять новые экземпляры при высоком спросе, а при низком спросе закрывать не нужные.
Устойчивость к отказам - это умение чат-сервера продолжить работу даже в случае отказа одного или нескольких компонентов. Для обеспечения непрерывности обслуживания и предотвращения потери данных это очень важно [6]. Нехватка пропускной способности - это лишь одна из многих причин для сбоя приложения. При этом пользователям неважно из-за чего произошел сбой, даже если при доставке сообщения произошла перезагрузка серверной части, или если она совсем отключилась. Для пользователя это все выглядит одинаково. При дальнейшем масштабировании нужно учитывать и другие ситуации, которые могут произойти. Например,ОБ-атака может серьезно ухудшить подключение к центру обработки связи, после этого неизбежно, что форма сбоя может снизить производительность приложения или даже полностью переведет его в автономный режим.
Управление данными включает такие моменты как хранение, обработку и передачу данных между пользователем и сервером. Это немаловажно для обеспечения надежного и эффективного обслуживания пользователей [6]. Скорее всего, у серверной части чата будет иметься несколько хранилищ для обработки различных типов данных. Но при этом должен существовать как минимум один способ хранения запроса данных, таких как: сообщения чата, статус пользователя, сообщения о состоянии и т.д.
Подводя итоги статьи можно сказать, что разработка чат-сервера в среде интернет довольно сложная задача, которая требует учитывать большее количество аспектов. Но если внимательно изучить все факторы, то можно создать надёжный, высокопроизводительный и, самое главное, безопасный чат-сервер. В данном исследовании предоставили вам понимание всех тонкостей этих факторов и выделили важные части для разработчиков. Надеемся, что
исследование будет полезным для разработки чат-сервера, и в дальнейшем поможет создавать более современные приложения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Addressing the IoT Challenges of Smart Cities [Электронный ресурс] // Technology Resources in Smart Cities. 2024. URL: https://ieeexplore.ieee.org/Xplore/home.jsp (дата обращения: 27.02.2024);
2. Building a chat app with Socket.io and React [Электронный ресурс] // Chat server. 2022. URL: https://dev.to/novu/building-a-chat-app-with-socketio-and-react-2edj (дата обращения: 27.02.2024);
3. Chat UI Implementation: A Complete Guide To Developers [Электронный ресурс] // Technical Requirements For Building An Engaging Chat UI. 2024. URL: https://www.contus.com/blog/chat-ui-implemtation/ (дата обращения: 27.02.2024);
4. Chatroom server tutorial [Электронный ресурс] // Creating the server class. 2022. URL: https://mathspp.com/blog/chatroom-server-tutorial (дата обращения: 27.02.2024);
5. Meet Rajesh Gor. Creating a Chat Application with Django and HTMX [Электронный ресурс] // Techstructive Blog. 2024. URL: https://www.meetgor.com/django-htmx-chat-app/ (дата обращения: 27.02.2024);
6. Scalable chat app architecture: How to get it right the first time [Электронный ресурс] // Ability to scale. 2023. URL: https://ably.com/blog/chat-app-architecture (дата обращения: 27.02.2024);
7. Sustainable development of enterprises in conditions of smart ecology: analysis of the main problems and development of ways to solve them, based on artificial intelligence methods and innovative technologies/ N.N. Skiter, A.F. Rogachev, N.V. Ketko, A.B. Simonov, I.A. Tarasova //Frontiers in Environmental Science. 2022. Т. 10. С. 892222
Bodina Ya.I., Velikanov V. V.
Bodina Ya.I.
Volgograd State Technical University (Volgograd, Russia)
Velikanov V.V.
Volgograd State Technical University (Volgograd, Russia)
QUESTION ABOUT FEATURES CHAT SERVERS IN INTERNET ENVIRONMENT
Abstract: in this article we will look at the main issues related to the development of a chat server on the Internet, including system architecture, security and performance issues, as well as data transfer protocols. Particular interest is paid to the analysis of the advantages and disadvantages of various approaches; in addition, we will focus on providing recommendations for their optimal use, depending on specific conditions and requirements. The purpose of the article is to help developers, provide you with information and tools that can further support the development of an effective and reliable chat server.
Keywords: Internet, secure, performance, chat server, data transfer, architecture, interface, scalability.
