分类： iOS平台
2015-10-10 14:47:39
websocket是html5提出的一个协议规范，参考rfc6455. 不过目前还都是在草案，没有成为标准，毕竟html5还在路上。
websocket约定了一个通信的规范，通过一个握手的机制，客户端（浏览器）和服务器（web server）之间能建立一个类似tcp的连接，从而方便c－s之间的通信。
在websocket出现之前，web交互一般是基于http协议的短连接或者长连接。
（1）建立tcp连接；
（2）浏览器发出http请求；
（3）web server应答；
（4）断开tcp连接；
优点是简洁明了，缺点也很明显，每一次的交互中，建立和断开tcp连接带来了比较大的开销，而且http协议头比较长，也会带来带宽的浪费。
通过设置http头中的keep－alive域可以实现http长连接，避免了建立和断开连接的开销，但是http协议头的问题仍然无法解决。
除此之外，web server主动向浏览器推送数据的处理会比较麻烦，要么是浏览器发起轮询（毫无疑问，这是一个低效的方式），或者利用comet技术，比较复杂，而且这已经不是在html层面上解决问题了。
而web socket的出现，解决了上面描述的问题。
websocket是一种全新的协议，不属于http无状态协议，协议名为"ws"，这意味着一个websocket连接地址会是这样的写法：ws://**。
websocket协议本质上是一个基于tcp的协议。建立连接需要握手，客户端（浏览器）首先向服务器（web server）发起一条特殊的http请求，web server解析后生成应答到浏览器，这样子一个websocket连接就建立了，直到某一方关闭连接。
由于是草案的原因，前前后后就出现了多个版本的握手协议，分情况说明一下：
使用场景是IE的多数版本，因为IE的多数版本不都不支持WebSocket协议，以及FF、CHROME等浏览器的低版本，还没有原生的支持WebSocket。此处，server唯一要做的，就是准备一个WebSocket-Location域给client，没有加密，可靠性很差。
GET /ls HTTP/1.1 Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade Host: Origin: http://
HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake
Upgrade: WebSocket
Connection: Upgrade
WebSocket-Origin: http:// WebSocket-Location: ws:///ls
GET /demo HTTP/1.1 Host: example.com Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key2: ** Upgrade: WebSocket Sec-WebSocket-Key1: ** Origin: http:// [8-byte security key]
服务端返回：
HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Handshake Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade WebSocket-Origin: http:// WebSocket-Location: ws://example.com/demo [16-byte hash response]
其中 Sec-WebSocket-Key1，Sec-WebSocket-Key2 和 [8-byte security key] 这几个头信息是web server用来生成应答信息的来源，依据 draft-hixie-thewebsocketprotocol-76 草案的定义。
web server基于以下的算法来产生正确的应答信息：
1）逐个字符读取 Sec-WebSocket-Key1 头信息中的值，将数值型字符连接到一起放到一个临时字符串里，同时统计所有空格的数量；
2）将在第（1）步里生成的数字字符串转换成一个整型数字，然后除以第（1）步里统计出来的空格数量，将得到的浮点数转换成整数型；
3）将第（2）步里生成的整型值转换为符合网络传输的网络字节数组；
4）对 Sec-WebSocket-Key2 头信息同样进行第（1）到第（3）步的操作，得到另外一个网络字节数组；
5）将 [8-byte security key] 和在第（3）、（4）步里生成的网络字节数组合并成一个16字节的数组；
6）对第（5）步生成的字节数组使用MD5算法生成一个哈希值，这个哈希值就作为安全密钥返回给客户端，以表明服务器端获取了客户端的请求，同意创建websocket连接
也是目前见的最多的一种方式，这里的版本号目前是需要13以上的版本。
GET /ls HTTP/1.1 Upgrade: websocket Connection: Upgrade Host: Sec-WebSocket-Origin: http:// Sec-WebSocket-Key: 2SCVXUeP9cTjV+0mWB8J6A== Sec-WebSocket-Version: 13
服务器返回：
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: mLDKNeBNWz6T9SxU+o0Fy/HgeSw=
这个的原理，就是把客户端上报的key拼上一段GUID “258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11″，拿这个字符串做SHA-1 hash计算，然后再把得到的结果通过base64加密，最后在返回给客户端。
WebScoket协议中，数据以帧序列的形式传输，具体的协议标准可以参考rfc6455
（1）客户端向服务器传输的数据帧必须进行掩码处理：服务器若接收到未经过掩码处理的数据帧，则必须主动关闭连接。
（2）服务器向客户端传输的数据帧一定不能进行掩码处理。客户端若接收到经过掩码处理的数据帧，则必须主动关闭连接。
针对上情况，发现错误的一方可向对方发送close帧（状态码是1002，表示协议错误），以关闭连接。
表示这是消息的最后一帧（结束帧），一个消息由一个或多个数据帧构成。若消息由一帧构成，起始帧即结束帧。
RSV1，RSV2，RSV3：各1位
MUST be 0 unless an extension is negotiated that defines meanings for non-zero values.
If a nonzero value is received and none of the negotiated extensions defines the meaning of such a nonzero value, the receiving endpoint MUST _Fail the WebSocket Connection_
大致意思是如果未定义扩展，各位是0；如果定义了扩展，即为非0值。如果接收的帧此处非0，扩展中却没有该值的定义，那么关闭连接。
解释PayloadData，如果接收到未知的opcode，接收端必须关闭连接。
0×0表示附加数据帧
0×1表示文本数据帧
0×2表示二进制数据帧
0×3-7暂时无定义，为以后的非控制帧保留
0×8表示连接关闭
0×9表示ping
0xA表示pong
0xB-F暂时无定义，为以后的控制帧保留
用于标识PayloadData是否经过掩码处理。如果是1，Masking-key域的数据即是掩码密钥，用于解码PayloadData。客户端发出的数据帧需要进行掩码处理，所以此位是1。
(1) 如果其值在0-125，则是payload的真实长度。
(2) 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。
(3) 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。
这种情况就比较复杂，具体可以参考rfc，一般在日常中用到的应该会比较少。
websocket的客户端api描述可以参考这里，一个简单的代码参考：
<!DOCTYPE HTML> <html> <head> <script type="text/javascript"> function WebSocketTest() { if ("WebSocket" in window) {
alert("WebSocket is supported by your Browser!"); // Let us open a web socket var ws = new WebSocket("ws://localhost:9998/echo");
ws.onopen = function() { // Web Socket is connected, send data using send() ws.send("Message to send");
alert("Message is sent...");
};
ws.onmessage = function(evt) { var received_msg = evt.data;
alert("Message is received...");
};
ws.onclose = function() { // websocket is closed. alert("Connection is closed...");
};
} else { // The browser doesn't support WebSocket alert("WebSocket NOT supported by your Browser!");
}
} </script> </head> <body> <div id="sse"> <a href="javascript:WebSocketTest()">Run WebSocket</a> </div> </body> </html>