一、websocket与http
WebSocket是HTML5出的东西(协议),也就是说HTTP协议没有变化,或者说没关系,但HTTP是不支持持久连接的(长连接,循环连接的不算)
首先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的握手规范而已,也就是说它是HTTP协议上的一种补充可以通过这样一张图理解
有交集,但是并不是全部。
另外Html5是指的一系列新的API,或者说新规范,新技术。Http协议本身只有1.0和1.1,而且跟Html本身没有直接关系。。通俗来说,你可以用HTTP协议传输非Html数据,就是这样=。=
再简单来说,层级不一样。
二、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。
那么跟Websocket有什么关系呢?
首先Websocket是基于HTTP协议的,或者说借用了HTTP的协议来完成一部分握手。
首先我们来看个典型的 Websocket
握手
GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.comUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchatSec-WebSocket-Version: 13Origin: http://example.com
熟悉HTTP的童鞋可能发现了,这段类似HTTP协议的握手请求中,多了几个东西。
Upgrade: websocketConnection: Upgrade
这个就是Websocket的核心了,告诉 Apache
、 Nginx
等服务器:注意啦,我发起的是Websocket协议,不是那个HTTP。
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchatSec-WebSocket-Version: 13
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:要验证是不是真的是Websocket。
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。
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,当初Websocket协议太多可是一个大难题。
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啦!
HTTP/1.1 101 Switching ProtocolsUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=Sec-WebSocket-Protocol: chat
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啦~
Upgrade: websocketConnection: Upgrade
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
。 服务器:好啦好啦,知道啦,给你看我的ID
CARD来证明行了吧。。
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。
三、数据传输
客户端和服务器连接成功后,就可以进行通信了,通信协议格式是WebSocket格式,服务器端采用Tcp Socket方式接收数据,进行解析,协议格式如下:
第一个字节
FIN:1位,用于描述消息是否结束,如果为1则该消息为消息尾部,如果为零则还有后续数据包;
uint8_t fin = (uint8_t)msg[pos] >> 7;
RSV1,RSV2,RSV3,各1位,用于扩展定义的,如果没有扩展约定的情况则必须为0
OPCODE:4位,用于表示消息接收类型,如果接收到未知的opcode,接收端必须关闭连接。
uint8_t opcode = msg[pos] & 0x0f;
0x0表示附加数据帧
0x1表示文本数据帧
0x2表示二进制数据帧
0x3-7暂时无定义,为以后的非控制帧保留
0x8表示连接关闭
0x9表示ping
0xA表示pong
0xB-F暂时无定义,为以后的控制帧保留
第二个字节
MASK:1位,用于标识PayloadData是否经过掩码处理,客户端发出的数据帧需要进行掩码处理,所以此位是1。数据需要解码
uint8_t mask = (uint8_t)msg[pos] >> 7;
PayloadData的长度:7位,7+16位,7+64位
如果其值在0-125,则是payload的真实长度。
如果值是126,则后面2个字节形成的16位无符号整型数的值是payload的真实长度。注意,网络字节序,需要转换。
如果值是127,则后面8个字节形成的64位无符号整型数的值是payload的真实长度。注意,网络字节序,需要转换。
长度表示遵循一个原则,用最少的字节表示长度(我理解是尽量减少不必要的传输)。举例说,payload真实长度是124,在0-125之间,必须用前7位表示;不允许长度1是126或127,然后长度2是124,这样违反原则。