目录

  1. 概述
  2. WebSocket 协议
    1. 请求
    2. 响应
  3. 使用者
  4. 附录

概述

❓什么是WebSocket？

WebSocket 是一种网络传输协议，可在单个 TCP 连接上进行全双工通信，位于 OSI 模型的应用层，并且将ws（WebSocket）和wss（WebSocket Secure）定义为两个新的统一资源标识符，分别对应明文和加密连接，

✨WebSocket 协议特点

  • 使客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据
  • 浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输
  • 由于 TCP 单独处理字节流，没有固有的消息概念，WS 可以在 TCP 之上实现消息流

🆚WebSocket 与 HTTP 有什么异同？

WebSocket 是一种与 HTTP 不同的协议，两者都位于 OSI 模型的应用层，并且都依赖于传输层的 TCP 协议
WebSocket 通过 HTTP 端口 80 和 443 进行工作，并支持 HTTP 代理和中介，从而使其与 HTTP 协议兼容

WebSocket 协议

WebSocket 并不是全新的协议，而是利用了 HTTP 协议来建立连接，因此和 HTTP 协议相同，在建立 WS 连接时使用 HTTP 的请求与响应过程，连接建立之后就可以使用 WS 进行双工通信

请求

🎶WebSocket 连接必须由浏览器发起，并且请求协议是一个标准的 HTTP 请求，格式如下：

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GET ws://localhost:3000/ws/chat HTTP/1.1
Host: localhost
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Origin: http://localhost:3000
Sec-WebSocket-Key: client-random-string
Sec-WebSocket-Version: 13

🎶WS 请求和普通的 HTTP 请求有几点不同：

  1. GET 请求的地址不是类似/path/，而是以ws://开头的地址；
  2. 请求头Upgrade: websocket和Connection: Upgrade表示这个连接将要被转换为 WebSocket 连接；
  3. Sec-WebSocket-Key是用于标识这个连接，并非用于加密数据；
  4. Sec-WebSocket-Version指定了 WebSocket 的协议版本。

响应

服务器如果接受该请求，就会返回如下响应

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HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: server-random-string

该响应代码101表示本次连接的 HTTP 协议即将被更改，更改后的协议就是Upgrade: websocket指定的 WebSocket 协议，版本号和子协议规定了双方能理解的数据格式，以及是否支持压缩等等

现在，一个 WebSocket 连接就建立成功，浏览器和服务器就可以随时主动发送消息给对方。消息有两种，一种是文本，一种是二进制数据

❓为什么 WebSocket 连接可以实现全双工通信而 HTTP 连接不行呢？

实际上 HTTP 协议是建立在 TCP 协议之上的，TCP 协议本身就实现了全双工通信，但是 HTTP 协议的请求－应答机制限制了全双工通信。WebSocket 连接建立以后，其实只是简单的规定，接下来，咱们通信就不使用 HTTP 协议了，直接互相发数据进行通信

✨安全的 WebSocket 连接机制和 HTTPS 类似。首先，浏览器用wss://xxx创建 WebSocket 连接时，会先通过 HTTPS 创建安全的连接，然后，该 HTTPS 连接升级为 WebSocket 连接，底层通信走的仍然是安全的 SSL/TLS 协议

使用者

要支持 WebSocket 通信，浏览器需要支持这个协议，这样才能发出ws://xxx的请求。目前，支持 WebSocket 的主流浏览器如下：

  • Chrome
  • Firefox
  • IE >= 10
  • Sarafi >= 6
  • Android >= 4.4
  • iOS >= 8

对于服务器是如何实现 WS，取决于所用编程语言和使用的框架

附录

WebSocket——廖雪峰

WebSocket——wiki