WebSocket协议的握手和数据帧

WebSocket协议的握手和数据帧

WebSocket是定义服务器和客户端如何通过Web通信的一种网络协议。协议是通信的议定规则。组成互联网的协议组由IETF(互联网工程任务组)发布。IETF发布评议请求(Request for Comments，RFC)，精确地规定了协议(包括RFC 6455)：WebSocket协议。RFC 6455于2011年12月发布，包含了实现WebSocket客户端和服务器时必须遵循的规则。

websocket基本上是一个很简单的协议, 主要流程非常少, 实现起来也很简单。

为简单起见, 下面只分析握手和数据帧的报文.

一. 握手(handshake).

握手协议由客户端发起, 服务器响应, 一来一回就完成了. 基本上是为了兼容现有的http 基础设施.

下面是一个客户端发起的握手请求:

47 45 54 20 2F 20 48 54 54 50 2F 31 2E 31 0D 0A GET./.HTTP/1.1..

55 70 67 72 61 64 65 3A 20 77 65 62 73 6F 63 6B Upgrade:.websock 65 74 0D 0A 43 6F 6E 6E 65 63 74 69 6F 6E 3A 20 et..Connection:.

55 70 67 72 61 64 65 0D 0A 48 6F 73 74 3A 20 31 Upgrade..Host:.1 39 32 2E 31 36 38 2E 38 2E 31 32 38 3A 31 33 30 92.168.8.128:130 30 0D 0A 4F 72 69 67 69 6E 3A 20 6E 75 6C 6C 0D 0..Origin:.null. 0A 50 72 61 67 6D 61 3A 20 6E 6F 2D 63 61 63 68 .Pragma:.no-cach 65 0D 0A 43 61 63 68 65 2D 43 6F 6E 74 72 6F 6C e..Cache-Control 3A 20 6E 6F 2D 63 61 63 68 65 0D 0A 53 65 63 2D :.no-cache..Sec- 57 65 62 53 6F 63 6B 65 74 2D 4B 65 79 3A 20 64 WebSocket-Key:.d 33 35 39 46 64 6F 36 6F 6D 79 71 66 78 79 59 46 359Fdo6omyqfxyYF 37 59 61 63 77 3D 3D 0D 0A 53 65 63 2D 57 65 62 7Yacw==..Sec-Web 53 6F 63 6B 65 74 2D 56 65 72 73 69 6F 6E 3A 20 Socket-Version:.

31 33 0D 0A 53 65 63 2D 57 65 62 53 6F 63 6B 65 13..Sec-WebSocke 74 2D 45 78 74 65 6E 73 69 6F 6E 73 3A 20 78 2D t-Extensions:.x- 77 65 62 6B 69 74 2D 64 65 66 6C 61 74 65 2D 66 webkit-deflate-f 72 61 6D 65 0D 0A 55 73 65 72 2D 41 67 65 6E 74 er-Agent 3A 20 4D 6F 7A 69 6C 6C 61 2F 35 2E 30 20 28 57 :.Mozilla/5.0.(W 69 6E 64 6F 77 73 20 4E 54 20 36 2E 31 3B 20 57 indows.NT.6.1;.W 4F 57 36 34 29 20 41 70 70 6C 65 57 65 62 4B 69 OW64).AppleWebKi 74 2F 35 33 37 2E 33 36 20 28 4B 48 54 4D 4C 2C t/537.36.(KHTML, 20 6C 69 6B 65 20 47 65 63 6B 6F 29 20 43 68 72 .like.Gecko).Chr 6F 6D 65 2F 33 32 2E 30 2E 31 36 35 33 2E 30 20 ome/32.0.1653.0.

53 61 66 61 72 69 2F 35 33 37 2E 33 36 0D 0A 0D Safari/537.36... 0A

0D 0A 0D 0A, 也就是用"\r\n\r\n"收尾, 这和http头没什么区别. 转换成字符串就是:

GET / HTTP/1.1

Upgrade: websocket

Connection: Upgrade

Host: 192.168.8.128:1300

Origin: null

Pragma: no-cache

Cache-Control: no-cache

Sec-WebSocket-Key: d359Fdo6omyqfxyYF7Yacw==

Sec-WebSocket-Version: 13

Sec-WebSocket-Extensions: x-webkit-deflate-frame

User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/32.0.1653.0 Safari/537.36

其中有一对重要的kv, 就是Sec-WebSocket-Key: d359Fdo6omyqfxyYF7Yacw==, 看上去是一个base64编码后的结果, 服务器需要对这个sec-key作一些处理, 并返回握手响应, 这个处理是:

也就是原封不动的拿着这个sec-key和另一个神奇的字符串

"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"相连, 再经过sha1摘要

算法处理, 最后再经过base64编码输出即可, 上面的输出结果应该是:

pLO2KC7b5t0TZl1E6A3sqJ6EzU4=

服务器在收到握手请求后, 如果愿意提供服务, 则返回一个握手响应, 如下:

遵循http的规则, 字节流上一样是要以"\r\n\r\n"收尾.

二. 数据帧

rfc6455上叫做非控制帧, 除了非控制帧之外, 就是控制帧. 包括connection close, ping, pong等帧, 这里只讲非控制帧, 也就是数据帧.

数据帧从长度上可以分为三种. 帧中的静荷数据(payload data)长度小于0x7E的为小帧, 静荷数据长度 >=0x7E又<=0x10000的为中帧,