WebSocket协议-个人笔记

最新推荐文章于 2025-01-01 18:05:14 发布

原创最新推荐文章于 2025-01-01 18:05:14 发布 · 262 阅读

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本文详细介绍了WebSocket技术，包括其在HTML5中的角色、与HTTP协议的关系、TCP连接方式的区别、消息帧格式及其控制指令，并展示了建立WebSocket连接的具体过程。

WebSocket是HTML5中出现的，它实现了浏览器与服务器全双工通信(full-duplex)。一开始的握手需要借助HTTP请求完成。
TCP/IP协议的层次结构自顶向下可以依次分为：应用层、运输层、互联网层、网络接口层。
http是应用层协议，而websocket协议是在http协议之上的协议。但是其运输层的实现原理不同于http。即http是tcp连接的短连接、websocket连接是tcp连接的长连接。
短连接与长连接的区别是：短连接在客户端发送数据然后接受返回数据后就自动断开连接。长连接是在客户端发送数据后不自动断开连接、可以手动断开、或者由于外界因素被断开。（外界因素例如一端突然停电、中途网络出现故障等等）
类似的对比图

RFC 6455文档里的头数据格式样子如下

      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 length continued, if payload len == 127  |
     + - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+
     |                               |Masking-key, if MASK set to 1  |
     +-------------------------------+-------------------------------+
     | Masking-key (continued)       |          Payload Data         |
     +-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - +
     :                     Payload Data continued ...                :
     + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +
     |                     Payload Data continued ...                |
     +---------------------------------------------------------------+

具体每一bit的意思
FIN 1bit 表示信息的最后一帧
RSV 1-3 1bit each 以后备用的默认都为 0
Opcode 4bit 帧类型，稍后细说
Mask 1bit 掩码，是否加密数据，默认必须置为1
Payload 7bit 数据的长度
Masking-key 1 or 4 bit 掩码
Payload data (x + y) bytes 数据
Extension data x bytes 扩展数据
Application data y bytes 程序数据

OPCODE：4位
解释PayloadData，如果接收到未知的opcode，接收端必须关闭连接。
0x0表示附加数据帧
0x1表示文本数据帧
0x2表示二进制数据帧
0x3-7暂时无定义，为以后的非控制帧保留
0x8表示连接关闭
0x9表示ping
0xA表示pong
0xB-F暂时无定义，为以后的控制帧保留

例如：
客户端请求数据

GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw== Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13 Origin: http://example.com

服务器返回数据
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk= Sec-WebSocket-Protocol: chat

如何进行websocket连接呢？
就是一句话使用socket编程与后台进行tcp连接，连接成功后根据上面的数据格式，发送相应内容自定义的数据包。服务器接收到tcp传过来的包后，解析数据，同时根据数据判断是否满足websocket协议的格式。假如满足则返回成功数据，表示已建立websocket连接，通知客户端进行相应的onopen处理。