websocket介绍

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特点:
1.可以在浏览器里使用
2.支持双向通信
3.使用简单
全双工异步通信,tcp协议服用http握手通道
优点:
1.双向通信,实时性更强。
2.更好的二进制支持
3.较少的控制开销。连接创建后,ws客户端、服务端进行数据交换时,协议控制的数据包头部较小。在不包含头部的情况下,服务端到客户端的包头只有2~10字节(取决于数据包长度),客户端到服务端的的话,需要加上额外的4字节的掩码。而HTTP协议每次通信都需要携带完整的头部。
了解知识点:
a.建立连接 b.交换数据 c.数据帧格式 d.如何维持连接
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支持方式:
1.java端作为服务端
2.另起前端作为服务端

 

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java作为服务端时:

 

 

 

 

 

 

 

 

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前面提到,WebSocket复用了HTTP的握手通道。具体指的是,客户端通过HTTP请求与WebSocket服务端协商升级协议。协议升级完成后,后续的数据交换则遵照WebSocket的协议。
 
 
1、客户端:申请协议升级
首先,客户端发起协议升级请求。可以看到,采用的是标准的HTTP报文格式,且只支持GET方法。
 
GET / HTTP/1.1
Host: localhost:8080
Origin: http://127.0.0.1:3000
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Key: w4v7O6xFTi36lq3RNcgctw==
重点请求首部意义如下:
 
Connection: Upgrade:表示要升级协议
Upgrade: websocket:表示要升级到websocket协议。
Sec-WebSocket-Version: 13:表示websocket的版本。如果服务端不支持该版本,需要返回一个Sec-WebSocket-Versionheader,里面包含服务端支持的版本号。
Sec-WebSocket-Key:与后面服务端响应首部的Sec-WebSocket-Accept是配套的,提供基本的防护,比如恶意的连接,或者无意的连接。
注意,上面请求省略了部分非重点请求首部。由于是标准的HTTP请求,类似Host、Origin、Cookie等请求首部会照常发送。在握手阶段,可以通过相关请求首部进行 安全限制、权限校验等。
 
 
2、服务端:响应协议升级
服务端返回内容如下,状态代码101表示协议切换。到此完成协议升级,后续的数据交互都按照新的协议来。
 
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Connection:Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Accept: Oy4NRAQ13jhfONC7bP8dTKb4PTU=
 
备注:每个header都以\r\n结尾,并且最后一行加上一个额外的空行\r\n。此外,服务端回应的HTTP状态码只能在握手阶段使用。过了握手阶段后,就只能采用特定的错误码。
 
 
 
3、Sec-WebSocket-Accept的计算
Sec-WebSocket-Accept根据客户端请求首部的Sec-WebSocket-Key计算出来。
 
计算公式为:
 
将Sec-WebSocket-Key跟258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11拼接。
通过SHA1计算出摘要,并转成base64字符串。
伪代码如下:
 
>toBase64( sha1( Sec-WebSocket-Key + 258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11 )  )
验证下前面的返回结果:
 
const crypto = require('crypto');
const magic = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11';
const secWebSocketKey = 'w4v7O6xFTi36lq3RNcgctw==';
 
let secWebSocketAccept = crypto.createHash('sha1')
    .update(secWebSocketKey + magic)
    .digest('base64');
 
console.log(secWebSocketAccept);
// Oy4NRAQ13jhfONC7bP8dTKb4PTU=

 

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数据帧格式:

 

 

 

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数据传递:

 

 

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连接保持+心跳:

 

 

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Sec-WebSocket-Key/Accept的作用:

 

 

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