使用websocket发送图片文件

Websocket是HTML5中的一个数据传输控件。

目前在主流的浏览器中都提供了支持。

关于websocket的相关协议可以在网上查到，关于如何建立连接等操作大家可以查询协议获得，本文主要讨论如何进行数据传输。

 

在客户端使用的是Chrome浏览器，在服务器端使用PHP开发websocket协议。

 

Websocket协议一个frame的标准格式：

         0                   1                   2                   3

     0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1

    +-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+

    |F|R|R|R| opcode|M| Payload len |   Extended payload length    |

    |I|S|S|S|  (4)  |A|    (7)     |             (16/64)           |

    |N|V|V|V|       |S|             |  (if payload len==126/127)   |

    | |1|2|3|       |K|             |                               |

    +-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - +

    |     Extended payload lengthcontinued, if payload len == 127  |

    + - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+

    |                              |Masking-key, if MASK set to 1  |

    +-------------------------------+-------------------------------+

    | Masking-key (continued)      |          Payload Data         |

    +-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - +

    :                     Payload Datacontinued ...                :

    + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +

    |                     Payload Datacontinued ...                |

    +---------------------------------------------------------------+

图中的Payload Len表示发送数据长度。

当数据长度小于126时（0-125），长度使用7位表示。

当Payload len等于126时，需要使用扩展长度（Extendedpayload length），此时用16位表示长度（0-65535）。

当Payload len等于127时，扩展长度的位数是64位（数据最大长度为2的64次方）。

 

所以理论上来讲，该协议能满足一次传输大数据的要求（相信也很少有一次性传输2的64次方数据的需求吧）。

 

实际使用中，会对发送数据的长度有一定限制。

比如出于安全考虑一次发送的MTU长度不大于1500个字节。

而chrome中对websocket的控件一次发送数据的长度限定在128Kbytes，也就是2的17次方的长度。并且这个最大长度貌似是不能通过配置修改的。

Php开发的服务器端，对发送数据的长度也有定义，通常是4096字节，这个大小是可以通过配置文件调整的，但出于整体性能的考虑一般采用默认设置。

 

通过以上情况可以看出，对于发送图片数据来说（一张图片往往会大于128KB）我们需要将图片数据进行切分。

         应用层的协议需要对切分的图片数据进行控制。同时对于发送的图片数据进行一些转码的处理。

        

         用户自定义数据传输协议位于数据的头部，占16个字节。

         每一部分以字符串的格式表示2个字节的short类型，比如0x0016，则字符串表示为’0016’

 

用户自定义协议头：

数据编号	Short类型（4个字节）
保留	Char类型（4个字节）
数据总包数	Short类型（4个字节）
当前数据包索引	Short类型（4个字节）

 

数据编号：

         标记一个大数据，防止在传输过程中产生错乱。一个大数据只有一个编号，从1开始，功能同时产生65535个大数据。

 

数据总包数：

         表示一个大数据一共拆分成的数据包个数，最少1包，最多65535包。每一包数据的大小可以自定义，但不应超过128Kbytes大小。

 

当前数据包索引：

         表示当前传输的是第几包数据。索引号从1开始，到65534结束。

 

 

接收和发送大数据的时候都需要对拆分的数据包进行处理。

发送时进行拆分处理。

接收时进行合并处理。

 

客户端的websocket数据收发基于chrome内核，使用JavaScript语言进行支持。

服务器端的websocket数据收发使用PHP语言进行支持。

 

客户端发送时需要对数据进行加密，使用Mask-Key，加密工作由websocket控件自动完成。

服务器端接收数据时需要对客户发发送的加密数据进行解密。

服务器端发送时暂时不对数据进行加密，后期可以考虑加上Mask-Key。

 

具体的Mask-Key和加解密的规则可以参考websocket协议。

 

 

 

 

 

选择图片发送

 

上图为选择一张图片发送到服务器端，再从服务器端返回到指定客户对显示。

图片的分辨率在320*240，图像大小在75Kbytes左右。

在发送时将数据拆分成2Kbytes大小的数据包，一共75K/2K*2=75包数据。

（编码时将一个字节拆成了两个字节编码）

每包发送数据的间隔定在500毫秒。（数据包的发送间隔的定义主要还是根据服务器端的处理能力制定，处理能力强可以更快的处理发送的数据包。或者可以使用应答方式进行传输，即每收到一包数据就通知发送端发送下一包数据。）

则我们可以计算出一幅75K左右的图片从A端传送到B端需要的时间是（相比较500毫秒的传送间隔，传送的数据可以忽略不计）：

T=75*500ms=37.5s

也就是一幅320*240的图片传送时间在37.5s左右。

 

以上是以传输图片为例。进一步可以传输图像数据。还是以320*240图像为例，设每秒传输24幅图像，则传输一帧视频的流量为75KBytes*24=1.8Mbytes/s。

 

显然目前的传输速度对于传输视频是不够的。还需要在服务器端进行优化。

 

 

以下是测试地址：

         数据发送：

         发送数据连接

         数据接收：

         接收数据连接

 

使用步骤：

1，打开数据发送连接和数据接收连接

2，以用户名登录，注册地址如下：

         http://www.yourtechnic.com/login.php

3，正常登录连接之后，选择需要发送的图片，点击“SendPicData”按钮

4，等待数据传输完成，接收端显示图片。

 

下一步尝试将图片传输的功能添加到YourAPP中，同时测试一下视频传输的可能性。

 

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