websocket协议详解

websocket详解

websocket概念

• 当服务器完成协议升级后，由http转换为websocket，服务端就可以主动推送消息给客户端啦，解决了Http同步有延迟的问题
• 解决服务端资源消耗问题，其实我们的所有应用程序都要经过两层代理，即http协议在Nginx等服务器的解析下，传递给应用服务区handler
  简单来说我们有一个非常快速的接线员nginx，它负责把问题转交给相应的客服handler,websocket就解决了这样一个难题，
  建立后，可以直接跟接线员nginx建立持久链接，有信息的时候客服想办法通知接线员，然后接线员在统一转交给客户
• 由于websocket只需要一次Http握手，所以说整个通讯是建立在一次链接/状态中，也就避免了http的非状态性
  服务端会一直知道你的信息，直到你关闭请求，这样就解决了接线员反复解析http协议，还要查看identity info信息

0. websocket协议是html5出的协议，支持持久链接，而http不支持持久链接（keep-alive或自行实现不算）

1. websocket是一种网络传输协议，位于OSI七层的应用层，可以在单个tcp连接上进行全双工通信
   能更好的节省服务器资源和宽带并达到实时通讯

2. 客户端和服务器只需要完成一次握手，两者之间就可以创建持久的链接，并进行双向数据传输
   如图：
   
   

3. 由图可以看出，websocket服务器与客户端通过握手建立链接，链接成功后
   两者都可以主动的向对方发送或接收数据

4. websocket出现之前，开发实时的web应用方式为轮询，
   客户端不停的向服务器发送http请求，问有没有数据，有数据的话服务器就响应报文回应，
   如果轮询的频率较高，就可以实现近似的"实时通信"的效果
   轮询的缺点也很明显，反复发送无效的查询请求耗费了大量的带宽和CPU资源

http协议是什么模式的

1. http1.0: 单工，短链接，客户端发起请求，服务端响应请求，断开链接
2. http1.1: 半双工，默认开启keep-alive长链接，客户端发送请求不用等待服务端响应，
   然后用该链接发送其它http请求，服务端需要按照顺序一个一个的响应
3. http2.0: 全双工，允许服务端主动向客户端发送数据

websocket的特点

1. 推送功能
   支持服务端向客户端推送功能，服务端可以直接发送数据而不用等客户端的请求
2. 减少通信量
   只要建立起websocket链接，就一直保持链接，再次期间可以源源不断的传送消息，直到请求关闭
   也就避免了http的非状态性（保持创建链接的状态），和http相比，不但每次链接时的开销减小了，
   而且websocket的首部信息量也很小，通信量也减少了

• 客户端发送数据格式
  Connection: 必须设置Upgrade, 表示客户端希望链接升级
  Upgrade: 必须设置Websocket, 表示希望升级到websocket协议
  Sec-WebSocket-Key：客户端发送一个base64编码的密文，用于简单的认证秘钥
  要求服务端必须返回一个对应加密的Sec-WebSocket-Accept，否则客户端会抛出错误，并关闭链接
  Sec-WebSocket-Version: 表示支持的websocket版本
• 服务端返回的数据格式
  Sec-WebSocket-Accept：验证客户端请求报文，同时也是为了防止误链接，
  具体的法是把Sec-WebSocket-Key的值再加上一个UUID，在家计算摘要

websocket优点

1. 较少的控制开销，数据包头部协议较小，不像Http协议每次都需要带完整的头部
2. 更强的实时性，相比如http请求需要客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少
3. 保持创链接状态，创建通信后，可省略状态信息，不同于http每次请求都需要携带身份验证
4. 更好的二进制支持，定义了二进制帧，更好的处理二进制内容
5. 支持扩展，用户可以扩展websocket协议，实现部分自定义的子协议
6. 更好的压缩效果，websocket在适当的扩展支持下，可以沿用之前内容的上下文，
   在传递类似的数据时，可以显著的提高压缩率

应用场景

1. 基于websocket实时通信的特点，它有广泛的应用场景

• 弹幕
• 媒体聊天
• 协同编辑
• 基于位置的应用
• 体育实况更新
• 股票基金报价实时更新