WebSockets Course

Lección 1 • Fundamentos del Protocolo WebSocket

Define el protocolo WebSocket, su especificación RFC y su rol para habilitar la comunicación full-duplex. Prepara a los estudiantes en la definición técnica antes de la implementación.

Lección 2 • El Proceso de Handshake WebSocket

Explica el mecanismo de actualización HTTP que inicia una conexión WebSocket. Los estudiantes comprenden cómo una solicitud HTTP estándar transiciona a un canal WebSocket persistente.

Lección 3 • WebSocket vs. Arquitectura HTTP

Contrasta WebSocket y HTTP a nivel arquitectónico, cubriendo las diferencias en el ciclo de vida de la conexión. Prepara a los estudiantes para elegir el protocolo adecuado para un escenario dado.

Lección 1 • Administrando los Eventos del Ciclo de Vida de la Conexión

Cubre los eventos open, message, error y close tanto del lado del cliente como del servidor. Los estudiantes aprenden a manejar cada fase del ciclo de vida de forma limpia y predecible.

Lección 2 • Creando un Servidor WebSocket Básico

Guía paso a paso para escribir un servidor mínimo que escucha conexiones WebSocket y devuelve mensajes. Introduce los manejadores de eventos del lado del servidor principales utilizados a lo largo del curso.

Lección 3 • Configurando el Entorno de Desarrollo

Cubre la selección de herramientas, instalación del entorno de ejecución y andamiaje del proyecto para desarrollo WebSocket. Garantiza que cada estudiante comience con un entorno consistente y funcional.

Lección 4 • Probando la Conexión con Herramientas de Desarrollo

Demuestra cómo inspeccionar tramas WebSocket en las herramientas de desarrollo del navegador y paneles de red. Los estudiantes ganan confianza al verificar que sus conexiones se comportan como se espera.

Lección 1 • Transmisión de Datos Binarios

Introduce los tipos ArrayBuffer y Blob para enviar payloads binarios a través de WebSockets. Los estudiantes pueden transferir imágenes, audio y otro contenido binario de manera eficiente.

Lección 2 • Estructura de la Trama WebSocket

Desglosa el formato de la trama WebSocket incluyendo los campos opcode, masking y longitud del payload. Proporciona el conocimiento de bajo nivel necesario para entender el comportamiento del protocolo y la depuración.

Lección 3 • Enviando y Recibiendo Mensajes de Texto

Cubre los requisitos de codificación UTF-8 para tramas de texto y patrones de serialización comunes. Los estudiantes pueden intercambiar datos legibles por humanos entre cliente y servidor de manera confiable.

Lección 4 • Trabajando con Payloads JSON

Establece JSON como el formato de datos estructurado estándar para mensajes WebSocket. Los estudiantes diseñan y analizan envolturas de mensajes tipados para uso en aplicaciones reales.

Lección 1 • Salas y Namespaces para Mensajería Dirigida

Introduce la agrupación lógica de conexiones en salas para la entrega de mensajes con alcance. Los estudiantes implementan operaciones de unirse, salir y difundir mensajes dirigidos a una sala.

Lección 2 • Mecanismos de Heartbeat y Ping-Pong

Explica las tramas ping y pong de WebSocket utilizadas para detectar conexiones inactivas. Los estudiantes implementan un bucle de heartbeat del lado del servidor que limpia clientes muertos automáticamente.

Lección 3 • Difundiendo Mensajes a Todos los Clientes

Implementa la difusión del lado del servidor para que cada cliente conectado reciba un mensaje simultáneamente. Los estudiantes construyen el mecanismo de publicación central subyacente a las aplicaciones de chat y feeds en vivo.

Lección 4 • Administrando Múltiples Conexiones de Cliente

Cubre estructuras de datos y patrones para rastrear todos los clientes WebSocket activos en el servidor. Los estudiantes implementan un registro de conexiones utilizado en cada funcionalidad posterior del servidor.

Lección 1 • Expiración de Sesión y Renovación de Token

Maneja la expiración de tokens durante sesiones WebSocket de larga duración sin forzar la reconexión. Los estudiantes implementan la renovación de tokens iniciada por el servidor y la terminación graceful de la sesión.

Lección 2 • Autenticación Basada en Token en el Handshake

Implementa la validación de tokens JWT u opacos durante la solicitud de actualización HTTP. Los estudiantes aseguran el punto de entrada de la conexión antes de que se intercambie cualquier mensaje.

Lección 3 • Mensajes de Autenticación Posteriores al Handshake

Cubre un patrón alternativo donde el cliente envía credenciales como el primer mensaje después de conectarse. Los estudiantes implementan un flujo de mensajes de handshake de autenticación con cumplimiento de timeout.

Lección 4 • Desafíos de Autenticación en WebSockets

Destaca por qué los patrones estándar de autenticación con cookies y sesiones no son confiables para las actualizaciones WebSocket. Motiva los enfoques basados en tokens cubiertos en las secciones siguientes.

Lección 1 • Estado Compartido con Cachés Distribuidas

Utiliza una caché distribuida para almacenar datos de pertenencia a salas y presencia de usuarios accesibles por todas las instancias del servidor. Los estudiantes eliminan el estado por instancia que se rompe a escala.

Lección 2 • El Problema del Escalamiento Horizontal

Explica por qué un cliente conectado al servidor A no puede recibir mensajes difundidos desde el servidor B. Plantea la necesidad de una capa pub/sub compartida como la solución de escalamiento central.

Lección 3 • Integrando un Message Broker

Conecta cada instancia del servidor WebSocket a un broker pub/sub central para la entrega de mensajes entre servidores. Los estudiantes implementan operaciones de suscripción y publicación desde el proceso del servidor.

Lección 4 • Monitoreo y Observabilidad a Escala

Instrumenta los servidores WebSocket con métricas, registros estructurados y rastreo distribuido. Los estudiantes pueden diagnosticar cuellos de botella de rendimiento y anomalías de conexión en producción.

Lección 1 • Asegurando Conexiones con TLS

Refuerza las conexiones WebSocket cifradas usando el esquema wss:// y la configuración TLS adecuada. Los estudiantes configuran certificados y eliminan la exposición de WebSocket en texto plano.

Lección 2 • Validación de Entrada y Prevención de Inyección

Valida y sanitiza cada mensaje WebSocket entrante para prevenir ataques de inyección y deserialización. Los estudiantes aplican validación de esquema como el primer paso de procesamiento.

Lección 3 • Limitación de Tasa y Protección contra Denegación de Servicio

Implementa límites de tasa de mensajes por conexión y por usuario para prevenir el agotamiento de recursos. Los estudiantes configuran la limitación de conexiones y la desconexión automática de infractores.

Lección 4 • Seguridad de Dependencias y Librerías

Aborda las vulnerabilidades introducidas a través de librerías WebSocket de terceros y sus dependencias. Los estudiantes establecen un proceso para auditar y actualizar dependencias de forma segura.

Lección 1 • Agrupación de Conexiones y Administración de Recursos

Administra los recursos del servidor limitando las conexiones concurrentes y reutilizando las conexiones descendentes. Los estudiantes previenen el agotamiento de recursos bajo una alta carga de conexiones.

Lección 2 • Contenerización y Orquestación

Empaqueta el servidor WebSocket en un contenedor y lo despliega con un orquestador para el escalamiento automatizado. Los estudiantes configuran verificaciones de salud y actualizaciones continuas sin desconectar conexiones.

Lección 3 • Optimizando el Rendimiento de Mensajes

Aplica procesamiento por lotes, compresión y optimizaciones de serialización para maximizar los mensajes por segundo. Los estudiantes reducen la sobrecarga por mensaje sin sacrificar la confiabilidad.

Lección 4 • Perfilado de Rendimiento e Identificación de Cuellos de Botella

Utiliza herramientas de perfilado para localizar cuellos de botella de CPU, memoria y E/S en el código del servidor WebSocket. Los estudiantes establecen una línea base y miden el impacto de cada optimización.