WebSocket原理与实践(二)---WebSocket协议

WebSocket协议是为了解决web即时应用中服务器与客户端浏览器全双工通信问题而设计的。协议定义ws和wss协议，分别为普通请求和基于SSL的安全传输， ws端口是80，wss的端口为443.

WebSocket协议由两部分组成，握手和数据传输。

2-1 握手
WS的握手使用HTTP来实现的。客户端的握手消息是一个普通的，带有Upgrade头的，HTTP Request的消息。
先来看看如下代码：

<!DOCTYPE html>

<html>

  <head>

    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />

    <title>websocket</title>

    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1"/>

  </head>

  <body>

    <script type="text/javascript">

      var wsUrl = "wss://echo.websocket.org";

      var ws = new WebSocket(wsUrl);

      ws.onopen = function() {

        console.log('open');

      };

      ws.onmessage = function(msg) {

        console.log(msg.data);

      }

      ws.onclose = function() {

        console.log('已经被关闭了');

      }

    </script>

  </body>

</html>

页面运行后，我们可以看到链接到 wss://echo.websocket.org 期间记录的一个握手协议。先来看看客户端发送http的请求头：

GET /chat HTTP/1.1

Host:echo.websocket.org

Upgrade:websocket

Connection:Upgrade

Sec-WebSocket-Key:ALS2AoBJtUup67heKDgzFg==

Origin:file://

Sec-WebSocket-Version:13

服务器响应的头字段

Connection:Upgrade

Sec-WebSocket-Accept:qyzx/EgbRK15QNmr5PhpMQrPZMM=

Server: Kaazing Gateway

Upgrade:websocket

下面是请求和响应头字段的含义：
Upgrade: websocket, 告诉服务器这个HTTP链接是升级的WebSocket协议。
Connection:Upgrade 告知服务器当前请求链接是升级的。
Origin: 该字段是用来防止客户端浏览器使用脚本进行未授权的跨源攻击，服务器要根据这个字段是否接受客户端的socket链接。
可以返回一个HTTP错误状态码来拒绝连接。

Sec-WebSocket-Key: ALS2AoBJtUup67heKDgzFg==
Sec-WebSocket-Accept: qyzx/EgbRK15QNmr5PhpMQrPZMM=

Sec-WebSocket-Key 的值是一串长度为24的字符串是客户端随机生成的base64编码的字符串，它发送给服务器，服务器需要使用它经过一定的运算规则生成服务器的key，然后把服务器的key发到客户端去，客户端验证正确后，握手成功。

握手的具体原理：当我们客户端执行 new WebSocket(''wss://echo.websocket.org')的时候，客户端就会发起请求报文进行握手申请，报文中有一个key就是
Sec-WebSocket-Key，服务器获取到key，会将这个key与字符串258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11相连，对新的字符串通过sha1安全散列算法计算出结果后，再进行Base64编码，并且将结果放在请求头的"Sec-WebSocket-Accept"，最后返回给客户端，
客户端进行验证后，握手成功。握手成功后就可以开始数据传输了。

下面是实现一个简单的握手协议的demo，代码如下：

### 目录结构如下：

demo
  |--- hands.html
  |--- hands.js

hands.html 代码如下：

<html>

<head>

  <title>WebSocket Demo</title>

</head>

<body>

  <script type="text/javascript">

    var ws = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8000");

    ws.onerror = function(e) {

      console.log(e);

    };

    ws.onopen = function() {

      console.log('握手成功');

    }

  </script>

</body>

</html>

hands.js 代码如下：

var crypto = require('crypto');

var WS = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11';

require('net').createServer(function(o) {

  var key;

  o.on('data', function(e) {

    if (!key) {

      console.log(e);

      key = e.toString().match(/Sec-WebSocket-Key: (.+)/)[1];

      console.log(key);

      // WS的字符串 加上 key, 变成新的字符串后做一次sha1运算，最后转换成Base64

      key = crypto.createHash('sha1').update(key+WS).digest('base64');

      console.log(key);

      // 输出字段数据，返回到客户端，

      o.write('HTTP/1.1 101 Switching Protocol\r\n');

      o.write('Upgrade: websocket\r\n');

      o.write('Connection: Upgrade\r\n');

      o.write('Sec-WebSocket-Accept:' +key+'\r\n');

      // 输出空行，使HTTP头结束

      o.write('\r\n');

    } else {

      // 数据处理

    }

  })

}).listen(8000);

首先在命令行中 进入相对应项目目录后，运行 node hands.js, 然后打开 hands.html 运行一下即可看到 命令行中打印出来如下信息：

$ node hands.js

<Buffer 47 45 54 20 2f 20 48 54 54 50 2f 31 2e 31 0d 0a 48 6f 73 74 3a 20 31 32 37 2e 30 2e 30 2e 31 3a 38 30 30 30 0d 0a 43 6f 6e 6e 65 63 74 69 6f 6e 3a 20 ... >

+iHlfGTolBaWYpnyTIw22g==

W7IEsdQtwv8EP2204kssK/6pg+c=

然后在浏览器中查看请求头如下信息：

Request Headers：

Connection:Upgrade

Host:127.0.0.1:8000

Origin:file://

Sec-WebSocket-Extensions:permessage-deflate; client_max_window_bits

Sec-WebSocket-Key:+iHlfGTolBaWYpnyTIw22g==

Sec-WebSocket-Version:13

Upgrade:websocket

响应头如下信息：

Response Headers:

Connection:Upgrade

Sec-WebSocket-Accept:W7IEsdQtwv8EP2204kssK/6pg+c=

Upgrade:websocket

如上信息可以看到，获取报文中的key代码：
key = e.toString().match(/Sec-WebSocket-Key: (.+)/)[1];
console.log(key); // 打印 +iHlfGTolBaWYpnyTIw22g==

和 Request Headers：中的 Sec-WebSocket-Key 值是一样的，该值是浏览器自动生成的，然后获取该值后，与 '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11'，相连，对新的字符串通过sha1安全散列算法计算出结果后，再进行Base64编码，
并且将结果放在请求头的"Sec-WebSocket-Accept"，最后返回给客户端，客户端进行验证后，握手成功。在浏览器中可以看到打印出 握手成功了。

github上查看demo

WebSocket原理与实践(二)---WebSocket协议的更多相关文章

  1. [从Paxos到ZooKeeper][分布式一致性原理与实践]<二>一致性协议[Paxos算法]

    Overview 在<一>有介绍到,一个分布式系统的架构设计,往往会在系统的可用性和数据一致性之间进行反复的权衡,于是产生了一系列的一致性协议. 为解决分布式一致性问题,在长期的探索过程中 ...

  2. WebSocket原理与实践(一)---基本原理

    WebSocket原理与实践(一)---基本原理 一:为什么要使用WebSocket?1. 了解现有的HTTP的架构模式:Http是客户端/服务器模式中请求-响应所用的协议,在这种模式中,客户端(一般 ...

  3. WebSocket原理与实践(四)--生成数据帧

    WebSocket原理与实践(四)--生成数据帧 从服务器发往客户端的数据也是同样的数据帧,但是从服务器发送到客户端的数据帧不需要掩码的.我们自己需要去生成数据帧,解析数据帧的时候我们需要分片. 消息 ...

  4. WebSocket原理与实践(三)--解析数据帧

    WebSocket原理与实践(三)--解析数据帧 1-1 理解数据帧的含义:   在WebSocket协议中,数据是通过帧序列来传输的.为了数据安全原因,客户端必须掩码(mask)它发送到服务器的所有 ...

  5. WebSocket原理与实践

    开题思考:如何实现客户端及时获取服务端数据? Polling 指客户端每隔一段时间(周期性)请求服务端获取数据,可能有更新数据返回,也可能什么都没有,它并不在乎服务端数据有无更新.(Web端一般采用a ...

  6. RPC原理与实践(二)----Thrift分层模型

    这一节我们从一下几个方面来讲一下Thrift的分层架构,按照官方的定义这是Thrift的网络栈,其中网络栈中分为一下几个部分,(由栈顶到栈底)server,processor,protocol,tra ...

  7. HTML5(十二)——一文读懂 WebSocket 原理

    一.WebSocket 由来 WebSocket 是一个持久化的协议,通过第一次 HTTP Request 建立连接之后,再把通信协议升级成 websocket,保持连接状态,后续的数据交换不需要再重 ...

  8. 萌萌的websocket原理解析

    转载自:http://www.zhihu.com/question/20215561 一.WebSocket是HTML5出的东西(协议),也就是说HTTP协议没有变化,或者说没关系,但HTTP是不支持 ...

  9. WebSocket原理及与http1.0/1.1 long poll和 ajax轮询的区别【转自知乎】

    一.WebSocket是HTML5出的东西(协议),也就是说HTTP协议没有变化,或者说没关系,但HTTP是不支持持久连接的(长连接,循环连接的不算)首先HTTP有1.1和1.0之说,也就是所谓的ke ...

随机推荐

  1. 数据结构（java版）学习笔记（四）——线性表之循环链表

    单向循环链表 PS:有阴影的结点是头结点 概念: 最后一个结点的链域值不为NULL,而是指向头结点 特点: 从表中的任意结点出发,都可以找到表中其他结点 循环条件 p==h 双向链表 概念 链表中的每 ...

  2. 【Spring】23、ApplicationContext ，ApplicationContextAware，Listener，Event 的关系解读

    tomcat容器启动流程 启动tomcat容器,加载web.xml,建立整个容器(Servlet容器,这里是tomcat吧)的上下文,ServletContext,这时web.xml有个监听器,就是C ...

  3. java - 并发编程易错实例

    生产者消费者问题 https://juejin.im/post/5aeec675f265da0b7c072c56 notify()发生在wait()之前会怎么样?怎么处理? wati()等待条件的变化 ...

  4. Git实战手册(三): stash解惑与妙用

    0. 介绍 教程所示图片使用的是 github 仓库图片,网速过慢的朋友请移步原文地址 有空就来看看个人技术小站, 我一直都在 在实际项目开发中,总会遇到代码写到一半(没法去打commit),去开启新 ...

  5. meta的日常设置

    <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8&quo ...

  6. react-router与react-router-dom使用时的区别

    1.React-router与React-router-dom的API对比 React-router:提供了router的核心api.如Router.Route.Switch等,但没有提供有关dom操 ...

  7. 使用脚手架快速搭建React项目

    create-react-app是Facebook官方推出的脚手架,基本可以零配置搭建基于webpack的React开发环境步骤: 打开控制台 进入你想要创建项目的目录文件下面 依次执行以下命令 np ...

  8. 【读书笔记】iOS-照相机与摄像头

    一,增强现实 增强现实(AR)是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动.这种技术估计由1990年提出.随着随身电子产品运算能 ...

  9. SQLite 知识摘要 --- 事务

    在许多时候,我们在使用大数据的时候会发现,尽管sqlite数据库的执行效率已经很快了,但是还是满足不了我们的需求,这时候我们会很容易考虑到使用并发的方式去访问sqlite数据库,但是sqlite数据独 ...

  10. RxJava2.0的使用详解

    RxJava2.0的使用详解 1,初识RxJava RxJava就是一种用Java语言实现的响应式编程,来创建基于事件的异步程序 RxJava是一个基于事件订阅的异步执行的一个类库,目前比较火的一些技 ...