websocket

WebSocket 的最大特点
WebSocket 的最大特点就是,服务器可以主动向客户端推送信息,客户端也可以主动向服务器发送信息,是真正的双向平等对话。
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,所以在握手阶段使用了 HTTP 。
下面一张图说明了 HTTP 与 WebSocket 的主要区别:

WebSocket 的其他特点:
建立在 TCP 协议之上,服务器端的实现比较容易。与 HTTP 协议有着良好的兼容性。默认端口也是80和443,并且握手阶段采用 HTTP 协议,因此握手时不容易屏蔽,能通过各种 HTTP 代理服务器。数据格式比较轻量,性能开销小,通信高效。可以发送文本,也可以发送二进制数据。没有同源限制,客户端可以与任意服务器通信。协议标识符是ws(如果加密,则为wss),服务器网址就是 URL。

WebSocket 是什么样的协议,具体有什么优点
首先,WebSocket 是一个持久化的协议,相对于 HTTP 这种非持久的协议来说。简单的举个例子吧,用目前应用比较广泛的 PHP 生命周期来解释。
HTTP 的生命周期通过 Request 来界定,也就是一个 Request 一个 Response ,那么在 HTTP1.0 中,这次 HTTP 请求就结束了。
在 HTTP1.1 中进行了改进,使得有一个 keep-alive,也就是说,在一个 HTTP 连接中,可以发送多个 Request,接收多个 Response。但是请记住 Request = Response, 在 HTTP 中永远是这样,也就是说一个 Request 只能有一个 Response。而且这个 Response 也是被动的,不能主动发起。
首先 WebSocket 是基于 HTTP 协议的,或者说借用了 HTTP 协议来完成一部分握手。
来看个典型的 WebSocket 握手

这段类似 HTTP 协议的握手请求中,多了这么几个东西。

这个就是 WebSocket 的核心了,告诉 Apache 、 Nginx 等服务器:注意,我发起的请求要用 WebSocket 协议

     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:我要验证你是不是真的是 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:我要服务A,别搞错了。
     最后, Sec-WebSocket-Version 是告诉服务器所使用的 WebSocket Draft (协议版本),在最初的时候,WebSocket 协议还在 Draft 阶段,各种奇奇怪怪的协议都有,而且还有很多期奇奇怪怪不同的东西,什么 Firefox 和 Chrome 用的不是一个版本之类的。不过现在还好,大家都使用同一个版本。
     然后服务器会返回下列东西,表示已经接受到请求, 成功建立 WebSocket 。

这里开始就是 HTTP 最后负责的区域了,告诉客户,我已经成功切换协议

依然是固定的,告诉客户端即将升级的是 WebSocket 协议,而不是 mozillasocket,lurnarsocket 或者 shitsocket。
然后, Sec-WebSocket-Accept 这个则是经过服务器确认,并且加密过后的 Sec-WebSocket-Key 。
后面的, Sec-WebSocket-Protocol 则是表示最终使用的协议。
至此,HTTP 已经完成它所有工作了,接下来就是完全按照 WebSocket 协议进行了。
WebSocket的消息格式
WebSocket 的消息格式与 HTTP 请求和响应的消息格式有所不同。WebSocket 的消息格式可以是文本或二进制数据,并且 WebSocket 消息的传输是在一个已经建立的连接上进行的,因此不需要再进行 HTTP 请求和响应的握手操作。
WebSocket 消息格式由两个部分组成:消息头和消息体。
消息头包含以下信息:
·FIN: 表示这是一条完整的消息,一般情况下都是1。
·RSV1、RSV2、RSV3: 暂时没有使用,一般都是0。
·Opcode: 表示消息的类型,包括文本消息、二进制消息等。
·Mask: 表示消息是否加密。
·Payload length: 表示消息体的长度。
·Masking key: 仅在消息需要加密时出现,用于对消息进行解密。
消息体就是实际传输的数据,可以是文本或二进制数据。
WebSocket 的作用
首先讲下 ajax轮询 和 long poll 的原理。
ajax轮询
ajax轮询的原理非常简单,让浏览器隔个几秒就发送一次请求,询问服务器是否有新信息。
long poll
ong poll 其实原理跟 ajax轮询 差不多,都是采用轮询的方式,不过采取的是阻塞模型(一直打电话,没收到就不挂电话),也就是说,客户端发起请求后,如果没消息,就一直不返回 Response 给客户端。直到有消息才返回,返回完之后,客户端再次建立连接,周而复始。
从上面可以看出其实这两种方式,都是在不断地建立HTTP连接,然后等待服务端处理,可以体现HTTP协议的另外一个特点,被动性。
何为被动性呢,其实就是,服务端不能主动联系客户端,只能有客户端发起。
从上面很容易看出来,不管怎么样,上面这两种都是非常消耗资源的。
ajax轮询 需要服务器有很快的处理速度和资源。long poll 需要有很高的并发,也就是说同时接待客户的能力。
WebSocket
通过上面这两个例子,我们可以看出,这两种方式都不是最好的方式,需要很多资源。一种需要更快的速度,一种需要更多的"电话"。这两种都会导致"电话"的需求越来越高。
此外,HTTP 还是一个无状态协议。通俗的说就是,服务器因为每天要接待太多客户了,十分健忘,你一挂电话,他就把你的东西全忘光了,把你的东西全丢掉了。你第二次还得再告诉服务器一遍。
所以在这种情况下出现了 WebSocket 。他解决了 HTTP 的这几个难题。首先,被动性,当服务器完成协议升级后(HTTP->Websocket),服务端就可以主动推送信息给客户端。

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