WebSockets bieten eine beständige, bidirektionale Verbindung, die eine kontinuierliche Echtzeitkommunikation zwischen dem Client und dem Server ermöglicht. Dadurch eignen sie sich ideal für Anwendungen wie Live-Chats oder Online-Spiele. Im Gegensatz dazu verwenden REST-APIs ein Anfrage-/Antwortmodell, bei dem der Client den Server wiederholt auf Aktualisierungen abfragen muss. Dies ist in Echtzeitszenarien weniger effizient.
Es gibt einige Unterschiede zwischen APIs, Webhooks und WebSockets. APIs funktionieren gut in CRUD-Vorgängen (create/read/update/delete, engl. für „erstellen, lesen, aktualisieren, löschen“) für schnelle Antworten, während Webhooks Echtzeitupdates ohne Abfragen bieten und ereignisgesteuerte Interaktionen ermöglichen. WebSockets sind kontinuierliche bidirektionale Kommunikationskanäle und eignen sich ideal für die Echtzeitkommunikation. Wählen Sie APIs für schnelle, nutzerdefinierte Interaktionen, Webhooks für sofortige Updates und WebSockets für kontinuierliche wechselseitige Kommunikation.
Wie unterscheiden Sie zwischen Anwendungsprogrammierschnittstellen (APIs), Webhooks und WebSockets? Beide führen den Datenaustausch zwischen Webanwendungs-Clients und -Servern oder zwischen anderen Elementen in Informationssystemen durch. Sie unterscheiden sich jedoch deutlich voneinander, da sie über unterschiedlichen Architekturen und Funktionalitäten verfügen. Jedes eignet sich für unterschiedliche Anwendungsfälle.
Was ist eine API?
Eine API ist eine Softwareschnittstelle zwischen zwei oder mehr Softwareprogrammen. Es handelt sich um eine Reihe von Funktionen und Verfahren, mit denen Anwendungen auf die Funktionen oder Daten eines Betriebssystems, einer Anwendung oder anderer Services zugreifen können. Es gibt zwar eine Vielzahl von APIs, doch wenn heutzutage von APIs die Rede ist, sind damit grundsätzlich APIs gemeint, die Daten über XML oder JSON über das HTTP-Protokoll übertragen.
APIs funktionieren gut für Funktionen zum Erstellen/Lesen/Aktualisieren/Löschen (create/read/update/delete, CRUD). Eine mobile Banking-Anwendung, die den Anlagekontosaldo des Nutzers benötigt, ruft beispielsweise eine von der Wertpapierfirma angebotene API auf. Damit dies funktioniert, umfasst die API einen Vertrag mit Regeln, die die Verbindung zwischen API-Verbrauchern und der API regeln.
Was ist ein Webhook?
Webhooks ermöglichen ereignisgesteuerte Interaktionen zwischen webbasierten Anwendungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Client/Server-Abfrageprozessen, bei denen ein Subject-System ein Observer-System „fragen“ musste, ob es neue Daten hat, sendet der Observer mit einem Webhook nur bei einem vordefinierten Ereignis Daten an das Subject. Dies wird als nutzerdefinierter HTTP-Callback bezeichnet. Wenn sich beispielsweise ein Nutzer anmeldet und eine neue Session startet, kann dieses Ereignis das Observer-System veranlassen, Daten an das Subjekt zu senden. Der Prozess ist das Gegenteil der Aufruf-/Antwortinteraktion einer API, was dazu führt, dass einige Webhooks „Reverse-APIs“ nennen.
Webhooks beseitigen die ständige Prüfung, die mit dem Abfragen verbunden ist. Sie verwenden statische URLs, die auf APIs im betreffenden System verweisen. Webhooks sind vollständig internetbasiert, sodass die gesamte Kommunikation über HTTP erfolgt. Dieses Setup reduziert die Last der Anwendung, da HTTP-Aufrufe nur bei einem relevanten Ereignis erfolgen. Aus diesen Gründen funktionieren Webhooks gut in Situationen, in denen eine Webanwendung ihr Backend aufrufen muss.
Was ist ein WebSocket?
WebSockets sind dauerhafte und bidirektionale Kommunikationskanäle in Echtzeit, die auf dem WebSocket-Protokoll basieren. Der Vollduplex-Kanal läuft über eine einzige TCP-Verbindung. Das WebSocket-Protokoll unterscheidet sich von HTTP, obwohl beide auf Layer 7 des Standard-OSI-Netzwerk-Stacks arbeiten. Es ermöglicht Webbrowsern oder vergleichbaren Clients die Interaktion mit einem Webserver. Wie Webhooks sind WebSockets nicht auf den Anfrage-/Antwortprozess der API angewiesen, um eine Interaktion zwischen dem Client und dem Server auszuführen.
Bei einem WebSocket werden Nachrichten über eine offene Verbindung hin- und hergeleitet. Mit diesem Setup können Service-Anbieter jederzeit Nachrichten an Nutzer senden. Die gängigsten Browser unterstützen das WebSocket-Protokoll, einschließlich Firefox, Edge, Safari und Chrome. Angesichts dessen eignen sich WebSockets hervorragend für Echtzeit-Webanwendungen.
Integration von Echtzeitkommunikation mit APIs, Webhooks und WebSockets
Bei der Entwicklung von Anwendungen, die eine Echtzeitkommunikation erfordern, stehen Entwickler häufig vor der Herausforderung, sich zwischen APIs, Webhooks und WebSockets zu entscheiden. WebSockets bieten eine dauerhafte Verbindung und ermöglichen die Datenübertragung und Interaktion in Echtzeit, wodurch sie sich ideal für Anwendungsfälle wie Live-Chat, Online-Spiele oder die gemeinsame Bearbeitung von Dokumenten eignen.
Andererseits können APIs und Webhooks auch in Systeme integriert werden, die nahezu in Echtzeit aktualisiert werden müssen. So können REST-APIs mit Webhooks kombiniert werden, um Benachrichtigungen zu aktivieren, wenn ein bestimmtes Ereignis eintritt, während APIs die tatsächliche Datenübertragung basierend auf Nutzeranfragen abwickeln.
Wann sollten Sie APIs, Webhooks oder WebSockets verwenden?
APIs, Webhooks und WebSockets haben jeweils einen bevorzugten Anwendungsfall. APIs, mit ihrem Anfrage-/Antwortmodus der Interaktion zwischen Client und Server, eignen sich beispielsweise gut für Anwendungen, die schnelle Reaktionen von Backend-Vorgängen benötigen. Die Schwierigkeit besteht darin, dass APIs keine Möglichkeit für den Server bieten, ohne Anfrage mit dem Client zu kommunizieren.
Wenn eine API beispielsweise anfordert, dass der Server eine Aufgabe ausführt, die Zeit in Anspruch nimmt, muss die API den Server regelmäßig auf Aktualisierungen zum Status der Aufgabe prüfen oder „abfragen“. Dies ist nicht effizient. Ein Webhook oder WebSocket kann diesen Vorgang besser ausführen als eine API.
Webhooks im Vergleich zu APIs
Webhooks sind eine bevorzugte Wahl gegenüber APIs in Systemen, bei denen Daten nahezu in Echtzeit aktualisiert werden müssen. Wenn sich eine API im Abfragemodus befindet, also wenn in einem festgelegten Zeitintervall nach Aktualisierungen fragt, ist sie im Vergleich zu einer Echtzeitinteraktion per Webhook träge. Ein Webhook, wie oben erwähnt, überträgt die Aktualisierung sofort an den Client, sobald ein auslösendes Ereignis eingetreten ist.
APIs sind aber besser als Webhooks, wenn Individualisierungen erforderlich sind. Dies kann in einem System mit sehr variablen Daten, wie IoT-Umgebungen (Internet of Things), der Fall sein. Hier funktioniert die nutzerdefinierte API-Abfrage besser als ein Webhook, da die Wahrscheinlichkeit, dass eine API eine umsetzbare Antwort generiert, hoch ist. Darüber hinaus bieten APIs in Situationen, in denen die Datenübertragung eines Webhook ignoriert wird, einen Vorteil gegenüber Webhooks, weil die Client-Endpunkte offline sind. Webhooks verfügen über keine integrierte Möglichkeit, um mit diesem Potential umzugehen.
Webhooks im Vergleich zu WebSockets
Webhooks sind gut geeignet, wenn eine Webanwendung Änderungen in einem externen Dienst, z. B. Transaktionen mit neuen Konten, nachverfolgen muss. Da Webhooks zustandslos sind, benötigen sie keine offene Verbindung. Dadurch sind sie einfacher zu skalieren als WebSockets. Sie können mehr Abonnenten bedienen. Zustandslos bedeutet auch, dass Webhooks ein wenig einfacher zu verwalten sind.
WebSockets hingegen eignen sich am besten für Situationen, in denen eine bidirektionale Kommunikation zwischen Client und Server in Echtzeit erforderlich ist. Die gleichzeitige Bearbeitung eines Webdokuments durch mehrere Personen ist ein gutes Beispiel für diese Funktion. Für jeden Nutzer, der das Dokument bearbeitet, wird dessen Browser über einen Websocket mit dem Server verbunden, der das Dokument enthält. Wenn ein Nutzer eine Bearbeitung vornimmt, wird die Änderung vom Browser-Client zum Server übertragen, bevor der zweite Nutzer sie sieht. Der WebSocket überträgt die Änderungen in Echtzeit.
Sicherheitsüberlegungen für APIs, Webhooks und WebSockets
Bei der Verwendung von APIs, Webhooks oder WebSockets ist die Implementierung robuster Sicherheitsmaßnahmen entscheidend. API-Schlüssel und OAuth sind häufig verwendete Authentifizierungsmethoden zur Sicherung von API-Anfragen. Bei Webhooks kann die Validierung eingehender Anfragen durch geheime Token oder Signaturen den unbefugten Zugriff verhindern. Mit WebSockets gewährleisten Sie sichere Verbindungen durch den Einsatz von WSS (WebSocket Secure) und die Implementierung geeigneter Zugriffskontrollmechanismen zum Schutz vor schädlichen Angriffen.
Darüber hinaus kann die Überwachung von HTTP-Anfragen und WebSocket-Verbindungen auf ungewöhnliche Muster dazu beitragen, potentielle Sicherheitsverletzungen wie DDoS-Angriffe oder unbefugten Datenzugriff zu erkennen. Der Datentransfer in Echtzeit sollte immer verschlüsselt werden, um die Vertraulichkeit und Integrität der ausgetauschten Informationen zu wahren.
Häufig gestellte Fragen
Verwenden Sie zur Sicherung von Webhooks geheime Token oder Signaturen, um eingehende HTTP-Anforderungen zu validieren. Dadurch wird gewährleistet, dass nur autorisierte Quellen Benachrichtigungen an Ihr System senden können. Verwenden Sie außerdem immer HTTPS für die Webhook-Kommunikation, um die Datenübertragung zu verschlüsseln und unbefugten Zugriff zu verhindern.
Verwenden Sie Webhooks, wenn Ihre Anwendung Echtzeitaktualisierungen oder Benachrichtigungen basierend auf bestimmten Ereignissen benötigt, wie z. B. Zahlungsbestätigungen oder neue Nutzerregistrierungen. Webhooks sind für ereignisgesteuerte Szenarien effizienter als APIs, da sie eine ständige Abfrage überflüssig machen und so die Serverlast reduzieren.
Eine WebSocket-Verbindung ermöglicht eine kontinuierliche, bidirektionale Kommunikation zwischen dem Client und dem Server. Damit ist ideal für Echtzeitanwendungen wie die gemeinsame Bearbeitung von Dokumenten oder Live-Streaming.
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