WebSocket

WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。

连接握手

WebSocket 客户端发起基于 HTTP 握手的数据

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GET / HTTP/1.1
Host: 127.0.0.1:8000
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Origin: http://127.0.0.1:8000
Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Key: Bt4+Nfq12qxyxHslV2iFFg==
Sec-WebSocket-Protocol: chat

WebSocket 服务端响应握手的数据

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HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Sec-WebSocket-Accept: MK6YmuGMF81B+0zEjhayzUlnqxg=
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket

基础帧协议

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 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: 1 bit
    ​值为1则表示最后的frame。

  • RSV1，RSV2，RSV3: 每个1 bit
    必须设置为0，除非扩展了非0值含义的扩展。

  • Opcode: 4 bit
    Payload data 的操作码。

    • %x0 表示一个持续帧
    • %x1 表示一个文本帧
    • %x2 表示一个二进制帧
    • %x3-7 预留给以后的非控制帧
    • %x8 表示一个连接关闭包
    • %x9 表示一个ping包
    • %xA 表示一个pong包
    • %xB-F 预留给以后的控制帧

  • Mask: 1 bit
    是否使用掩码。如果设置为1，那么掩码的键值存在于Masking-Key中。

  • Payload length: 7 bits, 7+16 bits, or 7+64 bits
    Payload data 长度

  • Masking-Key: 0 or 4 bytes
    发送的数据与同一帧中的掩码进行过了运算，用于解码 Payload data
    运算公式为：payload[i] = origin_data[i] ^ masking_key[i%4] 。

  • Payload data: (x+y) bytes
    Payload data 包括 Extension data 和 Application data。

关闭连接

为了使用一个状态码关闭websocket，一端必须发送一个关闭的控制帧，当两端都发送了关闭数据帧时，双方都要关闭所有的连接资源。控制帧为一个“状态码”和一个“原因说明”，当关闭之后，双方处于CLOSED状态。