تفاوت پروتکل stateful و stateless در چیست؟

یکی از مواردی که احتمالا در حوزه شبکه یا اپلیکیشن شنیده‌اید ، تفاوت Stateless و Stateful است. در این مقاله قصد داریم هر یک از این ۲ پروتکل را تشریح کنیم و به تفاوت، مزایا و معایب هر یک بپردازیم. 

پیش از این‌که به تفاوت پروتکل Stateless و Stateful بپردازیم، بیایید با واژه «پروتکل شبکه» آشنا شویم. پروتکل‌های شبکه، قوانین استانداردی هستند که درباره نحوه قالب‌بندی، ارسال و دریافت داده‌ها توسط دستگاه‌ها در شبکه کامپیوتری تعریف می‌شوند. پروتکل‌های شبکه دسته‌بندی‌های متنوعی دارند اما در یکی از دسته‌بندی‌ها می‌توان آن‌ها را به ۲ نوع کلی Stateful و Stateless دسته‌بندی کرد. در ادامه مقاله با ما همراه باشید تا با این ۲ پروتکل بیشتر آشنا شویم.

پروتکل Stateful چیست؟

برای درک بهتر تفاوت Stateless و Stateful بهتر است ابتدا با مفهوم Stateful آشنا شویم. با یک مثال ساده شروع می‌کنیم. یک تماس تلفنی را در نظر بگیرید. برای اینکه بتوانید با فردی تماس برقرار کنید، ابتدا درخواست تماس خود را به مرکز مخابرات ارسال می‌کنید. درخواست شما در مرکز مخابرات دریافت و تایید و سپس به مخاطب شما ارسال می‌شود. اگر مخاطب جواب بدهد، شما می‌توانید تماس خود را برقرار کنید و این ارتباط تا زمانی‌که تماس را قطع نکنید حفظ می‌شود. اگر پاسخی از مخاطب دریافت نکنید، نمی‌توانید تماس را برقرار کنید و باید درخواست خود را دوباره تکرار نمایید.

به بیان ساده تر، وارد شدن به مرحله بعد در صورتی امکان‌پذیر است که مرحله قبل انجام و تایید شده باشد؛ یعنی اگر مخاطب پاسخ دهد می‌توانید تماس را برقرار کنید. ویژگی اصلی Stateful این است که تمامی مراحل باید به ترتیب تایید و انجام شوند؛ حال این مرحله، اعتبار سنجی باشد یا درخواست کاربر برای کسب اطلاعات! این ویژگی، بارزترین تفاوت Stateless و Stateful است.

پروتکل‌های Stateful معمولا شامل اعمالی می‌شوند که از آنها دائم استفاده می‌شود، مانند تراکنش‌های بانکی یا ارسال ایمیل. انجام Statefulها به این بستگی دارد که مرحله قبلی به طور کامل انجام شده باشد و اطلاعات آن ذخیره شود و از آن اطلاعات در تکمیل مرحله بعد استفاده شود. در واقع در این پروتکل، هر مرحله اثر خود را بر مرحله بعد می‌گذارد. به‌عنوان مثال می‌توان به انتقال فایل از طریق پروتکل FTP (مخفف File Transfer Protocol) اشاره کرد. وقتی شما فایل خود را از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل می‌کنید، باید ارتباط خود را تا آخرین انتقال حفظ کنید تا این کار به صورت کامل و درست انجام شود.

مزایای Stateful

• پروتکل‌های Stateful تمامی مراحل ارتباط را ردیابی می‌کند و به همین دلیل عملکرد بهتری ارائه می‌دهند.
• پروتکل‌های Stateful کارایی را بهبود می‌دهد، چون در صورتی که بخشی از داده‌ها از بین برود، تنها نیاز است که همان یک بخش از اطلاعات بازیابی شود.
• استفاده از پروتکل‌های Stateful بسیار راحت‌ است. زیرا اطلاعات مرحله قبل ذخیره می‌شود و شما می‌توانید ادامه مراحل را طی کنید.

معایب Stateful

• با توجه به اینکه اطلاعات هر مرحله باید ذخیره شود، این پروتکل‌ها به حافظه نیاز دارند.
• در صورتیکه اطلاعات هر مرحله به خوبی ذخیره نشود، کارایی پروتکل افت می‌کند. به عبارتی، برای عملکرد خود نیاز به مراقبت و برقراری ارتباط مستمر دارد.
• این پروتکل‌ها به شدت به وضعیت عملکرد سمت سرور وابسته هستند.
• این پروتکل‌ها معمولا نیاز به فضای ذخیره‌سازی پشتیبان برای نگه‌داری اطلاعات مراحل دارند.
• از آنجاییکه اطلاعات هر مرحله ذخیره می‌شود، امنیت بالایی ندارند.

پروتکل Stateless چیست؟

آشنایی با مفهوم stateless نیز برای درک تفاوت Stateless و Stateful ضروری است. با یک مثال شروع می‌کنیم. ارسال پیامک را در نظر بگیرید. برای این کار کافیست گوشی همراه خود را بردارید و پیام خود را ارسال کنید و تمام! دیگر نیازی به در دسترس بودن مخاطب یا دریافت تاییدیه از آن نیست. فرآیند ارسال پیامک به صورت مستقل انجام و تمام می‌شود. در این حالت با اینکه پیام شما ارسال شده، ولی مشخص نیست که ارتباط بین شما و مخاطب برقرار شده‌ یا نه. ممکن است مخاطب‌تان در دسترس نباشد و در آن لحظه نتواند پیام شما را دریافت کند. با این حال، کار شما انجام شده و پیامتان را ارسال کرده‌اید و تایید یا عدم تایید مخاطب تاثیری بر تکمیل کار شما ندارد. پروتکل‌های stateless نیز همین‌طور کار می‌کنند.

در پروتکل stateless نیاز نیست که گیرنده ارتباط خود را با مرحله قبل حفظ کند. فرستنده درخواست خود را ارسال می‌کند و هر درخواست بدون نیاز به مرحله قبلی می‌تواند تفسیر شود. بعنوان مثال می‌توان به پروتکل HTTP (مخفف HyperText Transfer Protocol) اشاره کردکه در آن هر درخواست به طور کاملا مستقل از مراحل قبل اجرا می‌شود و هنگامی که ارسال پیام تمام شود، ارتباط بین مرورگر و سرور نیز قطع می‌گردد.

در صورتی‌که می‌خواهید در مورد سرور بیشتر بدانید پیشنهاد می‌کنیم مطلب «سرور چیست؟» را مطالعه نمایید.

مزایای stateless

• با توجه به این‌که نیازی به پایش و ثبت کردن مراحل متعدد نیست، اجرای پروتکل بسیار ساده‌تر است.
• با توجه به این‌که مراحل ذخیره نمی‌شوند، بازیابی جزئی اطلاعات از دست رفته، ساده خواهد بود. همین موضوع، قابلیت اطمینان را افزایش می‌دهد.
• مقیاس‌پذیری این پروتکل به دلیل عدم ذخیره مراحل، بالاتر است و می‌توان به کمک این پروتکل، سرویس‌ها را روی هر تعدادی از سرورها پیاده‌سازی کرد. علاوه بر این پیاده‌سازی سرویس‌های مبتنی بر این پروتکل بسیار ساده‌تر است.
• این پروتکل به دلیل عدم ذخیره مراحل، به میزان بسیار کمی از منابع نیاز دارد.
• توانایی پاسخ سیستم به درخواست‌های متعدد بیشتر است.
• در پروتکل Stateless هر تک‌ارتباط، با ارتباط‌های قبل و بعد از خود مرتبط نیست و از آنها متمایز است.
• در پروتکل‌های Stateless هر بسته داده به تنهایی منتقل می‌شود و نیازی به اشاره به بسته قبلی خود ندارد.

معایب stateless

• ممکن است نیاز به قرار دادن اطلاعات اضافی در هر یک از بسته‌ها باشد و به همین دلیل سرور مجبور می‌شود هر بسته را مجددا تفسیر کند.
• با توجه به اینکه اطلاعات هیچ یک از مراحل، قابلیت ذخیره سازی و استفاده مجدد را ندارند، ممکن است تعداد بسته‌های تکراری افزایش یابد. همین موضوع می‌تواند کاهش کارایی شبکه را به همراه داشته باشد.

البته باید اشاره کرد که مزایا و معایب Stateless و Stateful تنها به این موارد محدود نمی‌شود. در ادامه این مقاله، تفاوت Stateless و Stateful را بر اساس فاکتورهای مختلف، در یک جدول بررسی خواهیم کرد.

تفاوت پروتکل Stateless و Stateful

برای درک بهتر تفاوت Stateless و Stateful می‌توانید جدول زیر را مشاهده نمایید.

سخن پایانی

مهم ترین و بزرگترین تفاوت Stateless و Stateful این است که در Stateless هیچ اطلاعاتی ذخیره نمی‌شود. در نتیجه، نیازی نیست که سرور اطلاعات و جزئیات هر مرحله را ذخیره کند. اما حیاتی‌ترین ویژگی در اپلیکیشن‌های Stateful توانایی حفظ و ذخیره سازی اطلاعات است، در حالیکه در statelessها عمر اطلاعات بسیار کوتاه است و نیاز به دسترسی دائمی ندارند. اما شاید برایتان سوال باشد که کدام‌یک از این دو پروتکل بهتر است؟ در پاسخ باید که بسته به نوع کاربرد، هر یک از این دو می‌تواند بر دیگری برتری داشته باشد.