WebSocket 详解

WebSocket 是一种支持双向通讯网络通信协议。
意思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
属于服务器推送技术的一种.

特点：

（1）建立在 TCP 协议之上，服务器端的实现比较容易。

（2）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。

（3）数据格式比较轻量，性能开销小，通信高效。

（4）可以发送文本，也可以发送二进制数据（blob对象或Arraybuffer对象）

（5）收到的数据类型可以使用binaryType 指定，显式指定收到的二进制数据类型

（6）没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。

（7）协议标识符是ws（握手http）（如果加密，则为wss（tcp +TLS)），服务器网址就是 URL。

WebSocket对象

WebSocket对象提供了用于创建和管理WebSocket 连接，以及可以通过该连接发送和接收数据的 API。

使用 WebSocket() 构造函数来构造一个 WebSocket 。

为什么需要websocket

Hypertext Transfer Protocol (HTTP) 协议

一种无状态的、应用层的、以请求/应答方式运行的协议，它使用可扩展的语义和自描述消息格式，与基于网络的超文本信息系统灵活的互动.

因为http 通信只能由客户端发起,服务器返回查询结果,HTTP 协议做不到服务器主动向客户端推送信息,

服务器有连续的状态变化，客户端要获知就非常麻烦。

我们只能使用轮询：每隔一段时候，就发出一个询问，了解服务器有没有新的信息。最典型的场景就是聊天室。
轮询的效率低，非常浪费资源（因为必须不停连接，或者 HTTP 连接始终打开）;

Chrome 请求列表：分析 WebSocket

过滤器(过滤资源xhr js ws css ws等)：

按照类型：ws
属性过滤：is：running

表格列 Frames

Data: 消息负载。如果消息为纯文本，直接显示。二进制操作吗显示操作码名称和代码（Continuation Frame、 Binanry Frame、 Connection Close Frame、 Ping Frame或者Pong Frame）
Length: 消息负载的长度以字节为单位
Time: 收到或者发送的时间。

消息颜色

发送到服务器的文本消息为浅绿色
接收到的文本消息为白色
WebSocket 操作码为浅黄色
错误为浅红色

WbeSocket 的成本对比http

1、实时性与可伸缩性。牺牲了简单性。

2、网络效率与无状态：请求1基于请求2 牺牲了简单性与可见性

websocket 的心跳保持对比http

（http 长连接只能基于简单的超时（常见为65s））
websocket 链接基于ping/pong 心跳机制维持

设计哲学：在web约束下暴露tcp 给上层

元数据

http 协议头部会存放元数据.
websocket 上传输的应用层存放元数据

基于帧：不是基于字节流（http, tcp）

每一帧要么存放字符数据，要么承载二进制数据

基于浏览器的同源策略模型个（非浏览器无效）

可以使用Access-Control-Allow-Origin 等头部

基于`URI`、`子协议`支持同主机``同端口上的多个服务

帧格式示意图

ABNF 描述的帧格式

ws-frame = frame-fin ; 1 bit in length

frame-rsv1 ; 1 bit in length

frame-rsv2 ; 1 bit in length

frame-rsv3 ; 1 bit in length

frame-opcode ; 4 bits in length

frame-masked ; 1 bit in length

frame-payload-length ; 3 种长度

[ frame-masking-key ] ; 32 bits in length

frame-payload-data ; n*8 bits in ; length, where ; n >= 0
复制代码

红色: 2 字节必然存在的帧首部

数据帧格式：Rsv 保留值

RSV1/RSV2/RSV3：默认为 0，仅当使用 extension 扩展时，由扩展决定其值

数据帧格式：帧类型

持续帧
0: 继续前一帧
非控制帧
1：文本帧（utf-8）
2：二进制帧
3-7: 为非控制帧保留
控制帧 8: 关闭帧 9: 心跳帧ping A: 心跳帧pong B-F:控制帧保留

URI 格式

1、ws-uri: ws://[host][:port][path][?query]
端口port默认 80
2、wss-uri: wss://[host][:port][path][?query] 端口port 默认443

客户端提供信息

host、port 主机端口
schema: 是否基于SSL
访问的资源：uri
握手随机数：Sec-WebSocket-Key
选择的子协议：Sec-WebSocket-Protocol
扩展协议：Sec-WebSocket-Extensions
CORS：Origin

如何证明握手被服务器接受？预防意外

请求中的 Sec-WebSocket-Key 随机数
Sec-WebSocket-Key: A1EEou7Nnq6+BBZoAZqWlg== 响应中的 Sec-WebSocket-Accept 证明值
GUID（RFC4122）：258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11

值构造规则：BASE64(SHA1(Sec-WebSocket-KeyGUID))

拼接值：A1EEou7Nnq6+BBZoAZqWlg==258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11

SHA1 值：713f15ece2218612fcadb1598281a35380d1790f

BASE 64 值：cT8V7OIhhhL8rbFZgoGjU4DReQ8=

最终头部：Sec-WebSocket-Accept: cT8V7OIhhhL8rbFZgoGjU4DReQ8=

WebSocket

特点：