Giới thiệu
Khi thế giới nhanh chóng hướng tới một tương lai nơi công nghệ đóng một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta, chúng ta có thể đã nghe từ - 'giao thức mạng' khá thường xuyên. Vậy giao thức mạng là gì? Giao thức mạng là một tập hợp các quy tắc chi phối cách dữ liệu được định dạng, gửi và nhận bởi các thiết bị mạng máy tính, từ máy chủ và bộ định tuyến đến thiết bị đầu cuối, bất kể cơ sở hạ tầng, thiết kế hoặc tiêu chuẩn cơ bản của chúng. Các thiết bị ở cả hai phía của trao đổi thông tin liên lạc phải chấp nhận và tuân theo các quy chuẩn giao thức để gửi và nhận dữ liệu một cách chính xác.
Giao thức mạng có thể được phân loại rộng rãi thành hai loại - Stateful và Stateless. Từ 'state' đề cập đến tình trạng hoặc chất lượng của việc tồn tại tại một thời điểm nhất định. Việc một giao thức là stateful hay stateless phụ thuộc vào độ dài tương tác của máy khách với nó và lượng thông tin được lưu trữ. Chúng ta cần xem xét cơ sở yêu cầu của máy chủ hoặc phần mềm phía máy chủ để lưu thông tin về trạng thái hoặc chi tiết của các phiên (ở đây, phiên đề cập đến sự trao đổi thông tin tạm thời giữa máy chủ và máy khách), để tìm ra sự khác biệt giữa hai. Khi nói đến định nghĩa, 'statefull' và 'stateless' có dạng mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau. Để hiểu cái này, bạn phải hiểu cái kia. Hãy cùng chúng tôi khám phá chủ đề của Stateful vs Stateless trong một vài phần tiếp theo.
Stateful là gì?
Để hiểu từ Stateful ám chỉ điều gì, chúng ta hãy xem xét một phép loại suy. Hãy xem xét kịch bản của một cuộc điện thoại. Trong trường hợp này, kết nối được duy trì từ đầu đến cuối cuộc gọi để đảm bảo liên lạc được liên tục. Kết nối được xác nhận đầu tiên và chỉ sau đó phiên sẽ được thiết lập vô thời hạn cho đến khi kết thúc cuộc nói chuyện. Đây chính xác là giao thức trạng thái. Nếu một máy khách gửi một yêu cầu đến máy chủ trong một giao thức trạng thái, nó sẽ mong đợi một phản hồi nào đó. Nếu nó không nhận được phản hồi, nó sẽ gửi lại yêu cầu.
Tuy nhiên, tính năng chính của trạng thái là nó duy trì trạng thái của tất cả các phiên của nó, có thể là phiên xác thực hoặc yêu cầu thông tin của khách hàng. Stateful là những thứ có thể được sử dụng nhiều lần, chẳng hạn như ngân hàng trực tuyến hoặc email. Chúng được thực hiện trong bối cảnh các giao dịch trước đây trong đó các trạng thái được lưu trữ và những gì đã xảy ra trong các giao dịch trước đó có thể có tác động đến giao dịch hiện tại. Do đó, các ứng dụng trạng thái sử dụng cùng một máy chủ mỗi khi chúng thực hiện yêu cầu của người dùng. Một ví dụ về trạng thái là FTP (Giao thức truyền tệp). Đối với quá trình của một phiên FTP, thường bao gồm nhiều lần truyền dữ liệu, máy khách thiết lập một Kết nối Điều khiển. Sau đó, quá trình truyền dữ liệu diễn ra.
Vậy, lợi thế và bất lợi của Stateful là gì?
Ưu điểm của Stateful
- Giao thức trạng thái theo dõi thông tin kết nối và kết quả là mang lại hiệu suất vượt trội do liên tục theo dõi thông tin.
- Giao thức trạng thái trực quan hơn vì chúng có thể duy trì dữ liệu trên máy chủ giữa hai yêu cầu.
- Chúng có thể cải thiện hiệu suất khi chỉ cần truy xuất dữ liệu một lần.
Nhược điểm của Stateful
- Giao thức trạng thái yêu cầu cấp phát bộ nhớ để lưu trữ dữ liệu.
- Trong trường hợp duy trì lưu trữ phiên không hiệu quả, có thể làm giảm hiệu suất. Nó yêu cầu quản lý liên tục toàn bộ vòng đời của dịch vụ.
- Các giao thức này phụ thuộc nhiều vào trạng thái phía máy chủ.
- Thông thường, các giao thức trạng thái yêu cầu lưu trữ sao lưu.
- Vì trạng thái được duy trì nên trạng thái không được bảo mật cho lắm.
Stateless là gì?
Để hiểu được Stateless nghĩa là gì, chúng ta hãy xem xét một kịch bản giống như chúng ta đã làm trong trường hợp Stateful. Hãy xem xét sự kiện gửi tin nhắn SMS. Ở đây, tính khả dụng của người nhận không được xác nhận và người gửi chỉ gửi tin nhắn SMS đến người nhận. Không có xác nhận từ thiết bị nhận đến thiết bị gửi rằng tin nhắn đã được nhận. Mặc dù được truyền đi, nhưng thông tin liên lạc có thể được nhận hoặc có thể không được nhận. Không thể xác minh chéo trạng thái hoặc thử lại. Đây là những gì không trạng thái là tất cả về.
Giao thức không trạng thái là giao thức trong đó người nhận không bắt buộc phải giữ trạng thái phiên từ các yêu cầu trước đó. Người gửi gửi trạng thái phiên có liên quan đến người nhận theo cách mà mỗi yêu cầu có thể được diễn giải mà không cần tham chiếu đến trạng thái phiên của các yêu cầu trước mà người nhận giữ lại. HTTP (HyperText Transfer Protocol) là một ví dụ về Giao thức không trạng thái vì mỗi yêu cầu được thực thi độc lập với các yêu cầu đến trước nó. Điều này ngụ ý rằng khi một giao dịch được hoàn thành, kết nối giữa trình duyệt và máy chủ cũng bị chấm dứt.
Ưu điểm của Stateless
- Vì hệ thống giám sát không phải xem xét ngoài một yêu cầu duy nhất để xác định toàn bộ bản chất của nó, nên khả năng hiển thị của giao thức được cải thiện.
- Sẽ dễ dàng hơn để khôi phục sau những hỏng hóc cục bộ như sự cố vì không có trạng thái nào được duy trì, điều này giúp cải thiện độ tin cậy.
- Máy chủ không phải lưu trữ trạng thái phiên giữa các yêu cầu, do đó, khả năng mở rộng được nâng cao vì có thể triển khai các dịch vụ cho bất kỳ số lượng máy chủ nào và việc triển khai được đơn giản hóa hơn nữa.
- Nó chỉ cần một số lượng nhỏ tài nguyên vì hệ thống không cần theo dõi thông tin liên lạc qua nhiều dòng, cũng như thông tin phiên.
- Trong Giao thức không trạng thái, mỗi giao tiếp riêng lẻ không được kết nối và khác biệt với những giao tiếp đến trước hoặc sau nó.
- Ở đây, mỗi gói dữ liệu di chuyển theo cách riêng của nó. Không cần phải tham chiếu đến một gói khác trong các gói này.
Nhược điểm của Stateless
- Có thể cần thiết phải bao gồm thông tin bổ sung trong mỗi yêu cầu và do đó, máy chủ sẽ cần phải diễn giải thông tin mới này.
- Chúng có thể làm giảm hiệu suất mạng bằng cách tăng lượng dữ liệu lặp lại được phân phối trong một loạt các yêu cầu, không thể lưu và sử dụng lại.
- Chúng vốn có ít khả năng hơn vì chúng không lưu trữ thông tin về một phiên người dùng cụ thể.
Sự khác biệt chính
Bây giờ chúng ta đã hiểu cơ bản về những gì mỗi loại bao gồm, chúng ta có thể bắt đầu làm rõ sự khác biệt cơ bản giữa trạng thái và không trạng thái.
Sự khác biệt quan trọng nhất giữa trạng thái và không trạng thái là không trạng thái không "lưu" dữ liệu, trong khi các ứng dụng trạng thái thì có. Và kết quả là, máy chủ không cần phải lưu giữ thông tin máy chủ hoặc chi tiết về các phiên của nó, trong khi điều này cần phải được thực hiện ở trạng thái. Khả năng duy trì trạng thái của một ứng dụng trạng thái là rất quan trọng, nhưng bất kỳ dữ liệu nào đi qua một dịch vụ không trạng thái thường tồn tại trong thời gian ngắn. Mọi bộ nhớ được liên kết thường là tạm thời. Ví dụ: nếu vùng chứa được khởi động lại, mọi dữ liệu được lưu trữ sẽ bị mất. Chạy một phiên bản duy nhất của cơ sở dữ liệu để kiểm tra có thể là một nhiệm vụ khá đơn giản khi nói đến trạng thái không trạng thái. Tuy nhiên, việc quản lý toàn bộ vòng đời của dịch vụ của một ứng dụng trạng thái có thể khá khó khăn. Việc triển khai và vận hành sản xuất là hai yếu tố góp phần tạo nên sự phức tạp này. Cả hai điều này đều yêu cầu các kỹ thuật triển khai, mở rộng và xử lý lỗi có tính khả dụng cao. Mỗi dịch vụ dữ liệu trạng thái yêu cầu hoặc hỗ trợ một hình thức lưu trữ nhất định. Hơn nữa, việc xác định loại lưu trữ sao lưu cho một ứng dụng trạng thái nổi tiếng là khó. Khi nói đến tình trạng vô quốc tịch, không yêu cầu điều này.
|
Đặc điểm |
Stateful |
Stateless |
|
Sự định nghĩa |
Giao thức trạng thái yêu cầu máy chủ lưu trạng thái của một tiến trình. |
Giao thức không trạng thái không cần máy chủ để lưu trạng thái của một tiến trình. |
|
Cơ chế phản hồi |
Stateful mong đợi một phản hồi và nếu không nhận được câu trả lời, yêu cầu sẽ được gửi lại. |
Trong trạng thái không trạng thái, máy khách gửi một yêu cầu đến một máy chủ, máy chủ sẽ phản hồi dựa trên trạng thái của yêu cầu. |
|
Thiết kế phức tạp |
Điều này làm cho thiết kế trở nên nặng nề và phức tạp vì dữ liệu cần được lưu trữ. |
Thiết kế máy chủ được đơn giản hóa trong trường hợp này. |
|
Yêu cầu của máy chủ |
Máy chủ được yêu cầu để lưu trữ và lưu thông tin trạng thái và chi tiết của các phiên. |
Không cần máy chủ để lưu trữ dữ liệu. |
|
Sự phụ thuộc |
Máy chủ và Máy khách được kết hợp chặt chẽ với nhau, vì nó cực kỳ phụ thuộc lẫn nhau. |
Máy chủ và Máy khách độc lập hơn và do đó, được kết hợp chặt chẽ với nhau. |
|
Xử lý giao dịch |
Xử lý giao dịch tương đối chậm trong giao thức trạng thái. |
Điều này tương đối nhanh hơn trong giao thức không trạng thái. |
|
Thực hiện |
Chúng rất nặng về mặt logic để thực hiện. |
Chúng rất dễ thực hiện. |
|
Hoạt động sau sự cố |
Vì các giao thức trạng thái cần lưu trữ dữ liệu liên quan đến các phiên, một khi sự cố xảy ra, tất cả dữ liệu được lưu trữ sẽ bị mất. Do đó, nó không hoạt động rất tốt sau khi xảy ra sự cố. |
Trong trường hợp xảy ra sự cố, các giao thức không trạng thái hoạt động tốt hơn vì không tồn tại trạng thái cần được khôi phục. Máy chủ bị lỗi trong sự cố có thể được khởi động lại một cách đơn giản. |
|
Thiết kế |
Thiết kế máy chủ rất phức tạp để thực hiện. |
Thiết kế máy chủ đơn giản hơn để thực hiện. |
|
Trạng thái làm việc |
Họ chỉ phản ứng bằng trạng thái hiện tại của một giao dịch hoặc yêu cầu. |
Họ hành động độc lập bằng cách xem xét yêu cầu trước đó hoặc yêu cầu tiếp theo. |
|
Yêu cầu
|
Các yêu cầu luôn phụ thuộc vào phía máy chủ. |
Các yêu cầu là độc lập và không phụ thuộc vào phía máy chủ. |
|
Cơ sở người dùng |
Đây là một điều của quá khứ và cơ sở người dùng năng động là rất ít. |
Đây là tương lai vì ngày càng có nhiều ngành công nghiệp đang hướng tới tình trạng vô quốc tịch. |
|
Thông số kỹ thuật máy chủ |
Phải sử dụng cùng một máy chủ để xử lý mọi yêu cầu. |
Các máy chủ khác nhau có thể được sử dụng để xử lý các thông tin khác nhau tại một thời điểm. |
|
Kiến trúc chia tỷ lệ |
Kiến trúc chia tỷ lệ rất khó và phức tạp. |
Nó tương đối dễ dàng hơn để mở rộng quy mô kiến trúc. |
|
Lập trình |
Rất khó để viết mã vì một trong những tính năng nổi bật ở đây là lưu trữ dữ liệu. |
Nó dễ dàng hơn nhiều để viết mã. |
|
Các ví dụ |
Telnet, FTP (Giao thức truyền tệp), v.v. |
HTTP, UDP (Giao thức dữ liệu người dùng), DNS (Hệ thống tên miền), v.v. |
Sự kết luận
Trong một thế giới mà máy khách chỉ là giao diện mỏng cho các máy chủ mạnh hơn, kiến trúc trạng thái có ý nghĩa và là một giải pháp hợp lý. Có sự kết hợp chặt chẽ giữa người dùng và máy chủ không phải là một vấn đề khi các dịch vụ chỉ cần mở rộng quy mô đến hàng trăm hoặc hàng nghìn người dùng. Chúng tôi đã phải thay đổi không chỉ phần cứng và phần mềm, mà còn cả các mẫu thiết kế và khái niệm, vì giờ đây chúng tôi có máy tính khách mạnh mẽ và các dịch vụ web thường xuyên được yêu cầu để phát triển lên hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ người dùng. Và đây là nơi mà không có quốc tịch xuất hiện trong bức tranh. Khi phải lựa chọn giữa trạng thái không trạng thái và trạng thái, câu trả lời phụ thuộc vào các yêu cầu cần được đáp ứng. Cả hai đều có những ưu và nhược điểm riêng. Hy vọng rằng sự phân biệt giữa lập trình trạng thái và không trạng thái giờ đã rõ ràng hơn nhiều.
Cộng Đồng