php使用WebSocket详细教程之对接收数据解包及发送数据包装（二）
接上篇介绍如何建立连接等基础了解，接下来介绍的是服务器接收到数据的转化，获得真实数据。
本篇需要理解的内容：
- WebSocket数据的收发协议？
- 什么是masking-key?
- php的两个函数pack()与unpack()?
- 理解数据包装与数据解包
（一）WebSocket数据的收发协议
首先，对于客户端向服务器发送数据，都是以数据帧形式传输，下面给出数据帧格式
1 0 1 2 3 2 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 3 +-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+ 4 |F|R|R|R| opcode|M| Payload len | Extended payload length | 5 |I|S|S|S| (4) |A| (7) | (16/64) | 6 |N|V|V|V| |S| | (if payload len==126/127) | 7 | |1|2|3| |K| | | 8 +-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - + 9 | Extended payload length continued, if payload len == 127 | 10 + - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+ 11 | |Masking-key, if MASK set to 1 | 12 +-------------------------------+-------------------------------+ 13 | Masking-key (continued) | Payload Data | 14 +-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - + 15 : Payload Data continued ... : 16 + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + 17 | Payload Data continued ... | 18 +---------------------------------------------------------------+ 19 20 具体每一bit的意思 21 FIN 1bit 表示信息的最后一帧 22 RSV 1-3 1bit each 以后备用的 默认都为 0 23 Opcode 4bit 帧类型，稍后细说 24 Mask 1bit 掩码，是否加密数据，默认必须置为1 25 Payload len 7bit 数据的长度 26 Masking-key 1 or 4 bit 掩码 27 Payload data (x + y) bytes 数据 28 Extension data x bytes 扩展数据 29 Application data y bytes 程序数据
在这里，首先我们需要理解的是1byte（1字节）=8bit（8位）=2位16进制数，在接下来代码中会涉及到。
另外数据的实际长度，会存在三种情况，这里先解释一下，在代码中也会有详细的解释。第一种情况当payload len的长度小于126时，payload len及时实际的数据的长度，第二种情况payload len的值等于126时，payload len其后2byte代表数据的真实长度，第三种情况，也就是等于127时，payload len其后8byte代表数据的真实长度。另外，masking-key其后会紧跟真实数据。如下图。
（二）什么是masking-key
WebSocket协议规范：为了避免迷惑网络中介（如代理服务器），以及涉及到安全问题，客户端必须mask所有送给服务器的frame。
为了避免面这种针对中间设备的攻击，以非HTTP标准的frame作为用户数据的前缀是没有说服力的，因为不太可能彻底发现并检测每个非标准的frame是否能够被非HTTP标准的中间设施识别并略过，也不清楚这些frame数据是否对中间设施的行为产生错误的影响。
对此，WebSocket的防御措施是mask所有从客户端发往服务器的数据，这样恶意脚本（攻击者）就没法获知网络链路上传输的数据是以何种形式呈现的，所以他没法构造可以被中间设施误解为HTTP请求的frame。
（三）pack与unpack
pack(format,args+) 函数把数据装入一个二进制字符串。
unpack(format,data) 函数从二进制字符串对数据进行解包。
format这里在其后可跟一个数值或者*，详见php手册，以下例子可以帮助你理解。
<?php
$string=pack('a6',"china");
var_dump($string);
echo ord($string[5])."\n";
echo ord($string[4])."\n";
$string=pack('a*',"china");
var_dump($string);
// echo ord($string[5])."\n";
//echo bin2hex($string);
echo ord($string[4])."\n";
$string1=pack('A6',"china");
var_dump($string1);
echo ord($string1[5])."\n";
echo ord($string1[4])."\n";
echo substr("abcdefghi",4,4);
?>
（四）数据解包与包装
由于下篇引用需要，对其进行两个函数进行封装。
<?php
//下面是sock类
class Sock{
private $sda=array(); //已接收的数据
private $slen=array(); //数据总长度
private $sjen=array(); //接收数据的长度
private $keys=array(); //加密key
private $n=array();
public function __construct($address, $port){
}
//解码函数，mask-key 为了避免迷惑网络中介（如代理服务器），以及涉及到安全问题，客户端必须mask所有送给服务器的frame。”
//所以真实数据需要通过mask，但服务器的发送不需要mask key
function uncode($str,$key){
$mask = array();
$data = '';
$msg = unpack('H*',$str);//由于socket传输的数据都为二进制数据，进行数据解包，对应pack数据打包，用什么打包用什么解包，详细的用法会在接下来另写一个专题
var_dump($msg);
//一个字节为8位(1byte=8bit)（8个2进制位），由于unpack("H*",$str)将数据转换为16进制，一个16进制为4个2进制位
//因此1字节为两个16进制位，接下来就好理解多了，8bit为两个16进制位
/**
* websocket数据收发协议
* 具体每1bit（位）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 len 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
*/
/**
* Payload len占据七位用来描述消息长度，
* 由于7位最多只能描述127所以这个值会代表三种情况,
* 一种是消息内容少于126存储消息长度,此时payload就是实际数据的长度
* 如果消息长度等于UINT16（8位无符号整型，1111111）的情况，此值为126,
* 当消息长度大于UINT16的情况下，此值为127;
* 这两种情况的消息长度存储到紧随后面的byte[],
* 分别是UINT16(2位byte)和UINT64(8位byte)。
* 其中127网上很多都说是4byte，其实8byte才是正确的
*
*/
//这里获取两位16进制，也就是8bit，也就是FIN（1bit）+RSV（1bit）*3+Opcode（4bit）=8bit=2个16进制位
$head = substr($msg[1],0,2);
print_r("msg:".$msg[1]."\n");
print_r("msg[1]:".$head."\n");
if ($head == '81' && !isset($this->slen[$key])) {
//获得第二字节，也就是再后两位16进制，第二个字节包含掩码（1bit）+数据长度（7bit）=8bit，也是为2位16进制数
$len=substr($msg[1],2,2);
$len=hexdec($len);//把十六进制的转换为十进制
//这里我们把‘fe’转化为二进制，也就是11111110，第一位为掩码值为1，也就是证明掩码加密
//而其后的1111110，其实也就是126，此时我们就要看向上面介绍的
if(substr($msg[1],2,2)=='fe'){
//此时再获取其后的两位得到数据的16进制长度
$len=substr($msg[1],4,4);
$len=hexdec($len);//转化为10进制
print_r("beforemsg:".$msg[1]."\n");
//从数组的第5位字符开始截取新的字符串，即真实长度之后的字符串，由于紧跟其后的为4byte的umask和真实数据
//方便之后统一获得umask，截取该字符串，往下看就知道
$msg[1]=substr($msg[1],4);
print_r("aftermsg:".$msg[1]."\n");
}
//接下来就是payload len为127的情况‘ff’二进制为11111111，与‘fe’同理的理解方式
else if(substr($msg[1],2,2)=='ff'){
//很显然，实际数据长度为16进制的8byte*2=16位
//得到16进制的实际数据长度并转化为十进制
$len=substr($msg[1],4,16);
$len=hexdec($len);
print_r("beforemsg:".$msg[1]."\n");
//同理，从数组的第16位字符开始截取新的字符串，之前的为控制位，之后的为数据位的内容
//由于以下设计从第四开始截取umask，所以不能从第20个字符截取，留四个
$msg[1]=substr($msg[1],16);
print_r("aftermsg:".$msg[1]."\n");
}
//这里获取4byte的umask，umask其后紧跟真实的数据
//这里根据不同情况统一处理，可能没仔细看会有点乱，理解不了的可以评论告诉我
//我另写一个不统一获取的
$mask[] = hexdec(substr($msg[1],4,2));
$mask[] = hexdec(substr($msg[1],6,2));
$mask[] = hexdec(substr($msg[1],8,2));
$mask[] = hexdec(substr($msg[1],10,2));
$s = 12;//真实数据在$msg的起始位置
$n=0;//初始n为0
}
//如果到这里就是判断是分片消息的处理了（不懂自己可以去了解下，涉及太多不讲解），需要综合上一个接收的数据处理，
else if($this->slen[$key] > 0){
$len=$this->slen[$key];
$mask=$this->keys[$key];
$n=$this->n[$key];
$s = 0;
}
//这个也顺便说，每次自加2，所以最多到$msg[1]长度减2，强迫详细解释
$e = strlen($msg[1])-2;
for ($i=$s; $i<= $e; $i+= 2) {
//从指定 ASCII 值返回字符
//这里是将实际数据解码成对应的ASCII值，也就是实际你能看懂的消息,2个16进制位为一个字节，一个字节读取
//根据获取的字节为第几个字节与4取余然后mask与字节的十进制数作异运算，得到真实数据hexdec将16进制转化为十进制
$data .= chr($mask[$n%4]^hexdec(substr($msg[1],$i,2)));
//echo $data."\n";
$n++;
}
$dlen=strlen($data);//转化后数据的长度
//假如通过消息分片，数据还不完整，需要更新上次的数据参数。
if($len > 255 && $len > $dlen+intval($this->sjen[$key])){
$this->keys[$key]=$mask;//mask掩码
$this->slen[$key]=$len;//数据总长度
$this->sjen[$key]=$dlen+intval($this->sjen[$key]);//接收数据长度
$this->sda[$key]=$this->sda[$key].$data;//已接收数据
$this->n[$key]=$n;//更新n
//返回false，例如想把接收的数据发给谁，由于数据不完整，并不能发送，所以要跳过接收消息要处理的程序，等待数据完整再发送。
return false;
}
//在这里就意味着消息已经完整
else{
//销毁、释放辅助变量
unset($this->keys[$key],$this->slen[$key],$this->sjen[$key],$this->n[$key]);
//取出完整的数据
$data=$this->sda[$key].$data;
//然后在释放辅助记录完整数据的变量。
unset($this->sda[$key]);
//返回完整的数据
return $data;
}
}
//与uncode相对，理解解码之后，code就会容易理解多了，
function code($msg){
$frame = array();
//81开头固定
$frame[0] = '81';
$len = strlen($msg);
//frame[1]构造数据长度信息
//长度小于126时，就构造一个16进制作为字符串长度即payload len
if($len < 126){
//如果长度小于16，则需在其前面补充0
$frame[1] = $len<16?'0'.dechex($len):dechex($len);
}
//长度在126<len<65025之间时，也就是解码的等于payload len=7e（126）
else if($len < 65025){
$s=dechex($len);
//则构造payload len为‘7e’，也就是等于126是，同样根据其之前少于多少位用0补充，满足解码的占2byte（4位16进制数）
$frame[1]='7e'.str_repeat('0',4-strlen($s)).$s;
}
//剩下的就为大于65025 也就是解码的等于payload len=7f（127）
else{
$s=dechex($len);
//同理占位不足补充0
$frame[1]='7f'.str_repeat('0',16-strlen($s)).$s;
}
//构造真实数据转16进制
$frame[2] = $this->ord_hex($msg);
//将frame数组连接成字符串
$data = implode('',$frame);
//pack（）函数把数据装入一个二进制字符串，"H*"将数据按大端字节序的16进制格式包装。
return pack("H*", $data);
}
function ord_hex($data) {
$msg = '';
$l = strlen($data);
for ($i= 0; $i<$l; $i++) {
$msg .= dechex(ord($data{$i}));
}
return $msg;
}
}
?>
https://blog.csdn.net/Vae_sun/article/details/90347802
