WebSocket 协议

简介

WebSocket是一种全双工的协议, 用于解决HTTP的实时性问题, HTTP只能由客户端发起, 如果要实时接收服务端数据, 只能通过客服端不断发送HTTP请求(现在也可以使用EventStream, 实现服务端数据下发)

建立连接

客户端发送一个HTTP请求

GET /chat HTTP/1.1
Host: example.com:8000
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Sec-WebSocket-Version: 13

如果请求头检查出异常, 返回状态码400并关闭连接, 如果Sec-WebSocket-Version不对, 应该在响应头中添加支持的Sec-WebSocket-Version

Sec-WebSocket-Key 用于生成 Sec-WebSocket-Accept 保证安全

服务端返回

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=

Sec-WebSocket-Accept 计算方式

Sec-WebSocket-Accept = base64(sha1(Sec-WebSocket-Key + "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"))

258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11是由协议规定的魔术字符串

数据格式

      0                   1                   2                   3
      0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
     +-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
     |F|R|R|R| opcode|M| Payload len |    Extended payload length    |
     |I|S|S|S|  (4)  |A|     (7)     |             (16/64)           |
     |N|V|V|V|       |S|             |   (if payload len==126/127)   |
     | |1|2|3|       |K|             |                               |
     +-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - +
     |     Extended payload length continued, if payload len == 127  |
     + - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+
     |                               |Masking-key, if MASK set to 1  |
     +-------------------------------+-------------------------------+
     | Masking-key (continued)       |          Payload Data         |
     +-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - +
     :                     Payload Data continued ...                :
     + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +
     |                     Payload Data continued ...                |
     +---------------------------------------------------------------+

FIN 是否为最后一帧数据, 1表示是最后一帧

RSV1, RSV2, RSV3保留字段

opcode负载数据类型

opcode	类型
0x0	连续
0x1	utf-8文本
0x2	二进制
0x3-7	保留
0x8	关闭连接
0x9	ping
0xA	pong
0xB-F	保留

MASK必须为1, 不为1时, 服务端断开连接

Payload len(负荷长度)

读取9到15位, 作为无符号整数s, 如果s <= 125, 则s就是长度, 如果s == 126, 则从16位开始读区16位(2字节)作为长度, 如果s == 127, 则从16位开始读区64位(8字节)作为长度

Masking-key如果MASK为1, 则有Masking-key, 对于客户端到服务端的数据总是有Masking-key

数据解码

const MASK = [1, 2, 3, 4]; // 4字节的Masking-key
const ENCODED = [105, 103, 111, 104, 110]; // 负荷数据

const DECODED = Uint8Array.from(ENCODED, (elt, i) => elt ^ MASK[i % 4]);