STOMP? STOMP 딥다이브

STOMP란?

채팅을 구현하기 위해 웹소켓을 찾아보다 보면 항상 나오는 프로토콜인 STOMP. 이 친구는 무엇일까?

Simple Text Oriented Messaging Protoco

 

Simple (단순한): 설계가 간단하고 사용이 직관
Text Oriented (텍스트 기반): STOMP는 텍스트 형식의 메시지를 주고받는 방식
Messaging Protocol (메시징 프로토콜): 클라이언트와 서버 간에 메시지를 송수신하는 방법 정의해놓은 프로토콜

 

더불어 Websocket과 분리되어 선택할 수 있는 프로토콜이 아닌 Websocket 위에서 동작하는 프로토콜로써 클라이언트와 서버가 전송할 메세지의 유형, 형식, 내용을 정의하는 메커니즘이다.

 

 

그렇다면 웹소켓만 사용할 때와 STOMP까지 결합시켰을 때의 흐름은 어떤 것이 다를까? 

웹소켓 흐름

- 그림에 나와있진 않지만 전송 계층에서 TCP 연결 설정(TCP 3-way handshake)을 진행하고 HTTP 프로토콜을 통해 웹소켓 연결로 업그레이드한다. 

- 업그레이드 과정은 다음과 같다. HTTP Upgrade 요청(웹소켓 프로토콜로 바꿔줘~!)을 브라우저에서 보내면 Status 101 응답을 보내게 되고 Websocket 연결이 완료된다.

- 그 이후는 양방향 통신, 통신 종료 요청이 진행되는데 이 때 양방향 통신과정에서의 메시지 형식은 자유롭다.

정해진 명세가 없어 개발자가 직접 메시지 형식을 정의하고 전달해야 한다.

 

STOMP 흐름

- 기본적인 흐름은 동일하나 웹소켓 연결 이후 STOMP 연결이 진행되고 통신이 종료될 땐 연결의 반대 순서로 STOMP, 웹소켓 순으로 종료가 진행된다. 

- 양방향 통신에서의 메시지 형식은 어떤지 확인해보자. 정확히는 모르겠지만 웹소켓만 사용했을 때보다 형식이 갖추어진 모습을 확인할 수 있다.

 

STOMP frame 구조

기본적으로 명령, 헤더, 바디 세부분으로 나뉜다.

명령:  connect, subscribe, send, disconnect 등과 같은 수행할 작업에 대한 키워드가 들어간다.

헤더: 명령의 메타 데이터로 여기에서는 메시지의 경로, 데이터 유형 등을 입력할 수 있다.

바디: 실제 메시지 등 데이터가 들어가며  ^@(Null 문자)를 통해 frame의 종료를 알린다.

 

 

Pub/Sub, 메시지 브로커

 

Pub/Sub구조는 STOMP에서 중요한 개념 중 하나이다. 웹소켓은 라우팅, 구독/발행 등 추가적인 기능을 직접 구현해야 하므로 중요한 차이점이라고도 할 수 있겠다.

 

Pub/Sub 모델에서는 한쪽이 메시지를 보내면(Pub) 다른 쪽이 그 메시지를 받아 처리하는 (Sub)구조이다. 

이해를 위해 예시를 들자면, 유튜브에서 사용자가 특정 채널을 구독하고 알림 설정을 하면 채널 소유자가 영상을 업로드(발행-Pub)하면 구독자는 해당 영상에 대한 알림을 자동을 받아볼 수 있다.(구독-Sub)

 

이 과정에서 같이 나오는 개념인 메시지 브로커에 대해 알아보자.

브로커는 '중개'의 의미를 가지고 있다. 여기서 메시지 브로커는 '메시지 전송 중개 역할'을 한다고 볼 수 있다.

 

그럼 이 메시지 브로커는 어떤 점 때문에 도입해야 하는 걸까?

 

관심사를 분리할 수 있다는 점이다. 송신자 측은 publish만 잘해주면 되고 수신자가 잘 받았는지는 알 필요가 없다.

수신자 측 역시 누가 보냈는지 어떻게 보냈는지와 같은 정보는 알 필요가 없고, 구독만 잘 하고 있으면 된다.

 

 

그렇다면 실제 전반적인 흐름은 어떻게 되는 것일까?

통신 흐름도

(서버 구현을 위한 코드는 이미 이전 포스팅에 있어 상세 설명은 생략하도록 하겠습니다:) )

위와 같은 설정을 해주었다는 전제하에 아래 흐름을 보도록 하자.

 

 

<통신 흐름 과정>

1. 먼저, 송신자 측에서는 SEND로 메시지를 보낼 수도, SUBSCRIBE로 특정 경로를 구독할 수도 있다.

 

2. 해당 요청에 대해 경로를 분석했을 때(config에서 설정함) /app, /topic prefix에 따라 길이 달라진다.

   a. /app 즉, 발행경로 prefix로 설정한 경로가 들어오면 SimpleAnnotationMethodMessageHandler가 낚아 controller에서 설정해준 @MessageMapping을 확인하고 그때의 @SendTo를 확인한다. 

   b. /topic 즉, 구독경로 prefix로 설정한 경로가 들어오면 SimpleBrokerMessageHandler가 낚고 메시지 브로커에 해당 경로를 세션과 함께 추가한다. (=해당 경로로 메시지가 발행되면 이를 구독한 사용자에게 메시지를 보내는 설정)

 

3. 2-a로 들어온 메시지는 컨트롤러에 담긴 구독경로를 확인해 도착지로 구독경로를 담고 COMMAND SEND 에서 MESSAGE로 COMMAND를 바꾸고 메시지를 메시지 브로커에 넘긴다.

 

4. 메시지 브로커는 해당 경로를 구독한 클라이언트들에게 메시지를 보낸다.

 

 

 

 

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*참고자료* 

 

 

STOMP란?

 

Stomp, WebSocket 개념 정리(ver. Spring)

 

WebSocket과 Stomp를 이용해서 채팅 구현하기

Spring boot WebSocket + STOMP protocol

 

[ 네트워크 쉽게 이해하기 22편 ] TCP 3 Way-Handshake & 4 Way-Handshake

 

[Spring][WebSocket] 스프링 STOMP와 웹 소켓 개념 및 사용법 (Web Socket with STOMP) (1)

[Web] 웹 소켓(Web Socket)이란? 등장 배경과 목적, 동작 방식 (feat. Polling, Long polling, Server-Sent Event)