搞懂WebSocket原理
一、websocket与http
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 keep-alive
,把多个HTTP请求合并为一个,但是 Websocket
其实是一个新协议,跟HTTP协议基本没有关系,只是为了兼容现有浏览器的握手规范而已,也就是说它是HTTP协议上的一种补充可以通过这样一张图理解
有交集,但是并不是全部。另外Html5是指的一系列新的API,或者说新规范,新技术。Http协议本身只有1.0和1.1,而且跟Html本身没有直接关系。。
通俗来说,你可以用HTTP协议传输非Html数据,就是这样。再简单来说,层级不一样。
1. 启动服务端
import socket
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.bind(('127.0.0.1', 8002))
sock.listen(5)
# 等待用户连接
conn, address = sock.accept()
...
...
...
启动Socket服务器后,等待用户【连接】,然后进行收发数据。
2. 客户端连接
<script type="text/javascript">
var socket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8002/xxoo");
...
</script>
当客户端向服务端发送连接请求时,不仅连接还会发送【握手】信息,并等待服务端响应,至此连接才创建成功!
3. 建立握手
import socket sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)
sock.bind(('127.0.0.1', 8002))
sock.listen(5)
# 获取客户端socket对象
conn, address = sock.accept()
# 获取客户端的【握手】信息
data = conn.recv(1024)
...
...
...
conn.send('响应【握手】信息')
请求和响应的【握手】信息需要遵循规则:
- 从请求【握手】信息中提取 Sec-WebSocket-Key
- 利用magic_string 和 Sec-WebSocket-Key 进行hmac1加密,再进行base64加密
- 将加密结果响应给客户端
注:magic string为:258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11
首先我们来看个典型的 Websocket
握手信息
GET /chatsocket HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8002
Connection: Upgrade
Pragma: no-cache
Cache-Control: no-cache
Upgrade: websocket
Origin: http://localhost:63342
Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Key: mnwFxiOlctXFN/DeMt1Amg==
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits
...
...
熟悉HTTP的童鞋可能发现了,这段类似HTTP协议的握手请求中,多了几个东西。我会顺便讲解下作用。
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
这个就是Websocket的核心了,告诉 Apache
、 Nginx
等服务器:注意啦,我发起的是Websocket协议,快点帮我找到对应的助理处理。
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
首先, Sec-WebSocket-Key
是一个 Base64 encode
的值,这个是浏览器随机生成的,告诉服务器:泥煤,不要忽悠窝,我要验证尼是不是真的是Websocket助理。
然后, Sec_WebSocket-Protocol
是一个用户定义的字符串,用来区分同URL下,不同的服务所需要的协议。简单理解:今晚我要服务A,别搞错啦~
最后, Sec-WebSocket-Version
是告诉服务器所使用的 Websocket Draft
(协议版本)。
***握手需要提取Sec-WebSocket-Key值并加密:
import socket
import base64
import hashlib def get_headers(data):
"""
将请求头格式化成字典
:param data:
:return:
"""
header_dict = {}
data = str(data, encoding='utf-8') for i in data.split('\r\n'):
print(i)
header, body = data.split('\r\n\r\n', )
header_list = header.split('\r\n')
for i in range(, len(header_list)):
if i == :
if len(header_list[i].split(' ')) == :
header_dict['method'], header_dict['url'], header_dict['protocol'] = header_list[i].split(' ')
else:
k, v = header_list[i].split(':', )
header_dict[k] = v.strip()
return header_dict sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, )
sock.bind(('127.0.0.1', ))
sock.listen() conn, address = sock.accept()
data = conn.recv()
headers = get_headers(data) # 提取请求头信息
# 对请求头中的sec-websocket-key进行加密
response_tpl = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n" \
"Upgrade:websocket\r\n" \
"Connection: Upgrade\r\n" \
"Sec-WebSocket-Accept: %s\r\n" \
"WebSocket-Location: ws://%s%s\r\n\r\n"
magic_string = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11'
value = headers['Sec-WebSocket-Key'] + magic_string
ac = base64.b64encode(hashlib.sha1(value.encode('utf-8')).digest())
response_str = response_tpl % (ac.decode('utf-8'), headers['Host'], headers['url'])
# 响应【握手】信息
conn.send(bytes(response_str, encoding='utf-8'))
...
...
...
建立握手
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