WebSocket:从入门到入门

一、什么是WebSocket

概括:

1、HTML5的应用层协议

2、支持双向通信

WebSocket是一个新的协议,跟HTTP协议基本没有关系,它基于TCP传输协议,并复用HTTP的握手通道实现双向通信(使用HTTP是为了兼容现有浏览器的握手规范)。

二、为什么需要 WebSocket

因为 HTTP 协议通信只能由客户端发起,客户端要响应变化只能进行轮询。

轮询:每隔一段时候,就发出一个询问,了解服务器有没有新的信息。

这种方式对服务器资源消耗非常大,因为每次都要经历建立传输层连接的整个握手过程。WebSocket 也就顺势诞生。

三、WebSocket API

// 创建WebSocket实例,可以使用ws和wss(http和https)。
// 第二个参数可以选填自定义协议,如果多协议用数组
var socket = new WebSocket('ws://localhost:8080/demo')

3.1 事件

  • open
  • message
  • error
  • close

方法

  • send
  • close

3.1.1 客户端

// 创建WebSocket实例,可以使用ws和wss(http和https)。
// 第二个参数可以选填自定义协议,如果多协议用数组
var socket = new WebSocket('ws://localhost:8080/demo')
// 连接触发请求
socket.onopen = (event) => {
    // 向服务端发送消息
    socket.send(`Browser: Hello`)
}
// 服务器数据响应触发请求
socket.onmessage = (event) => {
    console.log(`Browser: I get ${e.data} from server`)
    // close有两个参数,code和reason,选填
    socket.close(1000, 'reason')
}
// 出错时触发,并且会关闭连接
socket.onerror = (event) => {
    console.log('error');
}
// 连接关闭时触发(连接失败自动触发),这在两端都可以关闭
// 针对关闭一般我们会做一些异常处理
socket.onclose = (event) => {
    debugger;
}

3.1.2 服务端

var app = require('express')();
var server = require('http').Server(app);
var WebSocket = require('ws');

var wss = new WebSocket.Server({ port: 8080 });

wss.on('connection', function connection(ws) {
    console.log('Server: receive connection.');
    
    ws.on('message', function incoming(message) {
        console.log('server: received: %s', message);
    });

    ws.send('world');
});

app.get('/demo', function (req, res) {
  res.send('')
});

app.listen(8080);

常量

常量名 描述
CONNECTING 0 连接还未开启
OPEN 1 连接开启可以通信
CLOSING 2 连接正在关闭中
CLOSED 3 连接已经关闭

属性

属性名 值类型 描述
binaryType String 表示连接传输的二进制数据类型的字符串。默认为"blob"。
bufferedAmount Number 只读。如果使用send()方法发送的数据过大,虽然send()方法会马上执行,但数据并不是马上传输。浏览器会缓存应用流出的数据,你可以使用bufferedAmount属性检查已经进入队列但还未被传输的数据大小。在一定程度上可以避免网络饱和。
protocol String/Array 在构造函数中,protocol参数让服务端知道客户端使用的WebSocket协议。而在实例socket中就是连接建立前为空,连接建立后为客户端和服务器端确定下来的协议名称。
readyState String 只读。连接当前状态,这些状态是与常量相对应的。
extensions String 服务器选择的扩展。目前,这只是一个空字符串或通过连接协商的扩展列表。

协议

客户端升级协议

首先,客户端发起协议升级请求,采用的是标准的HTTP报文格式,且只支持GET方法。

GET / HTTP/1.1
Host: localhost:8080
Origin: http://127.0.0.1:3000
Connection: Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Version: 13
Sec-WebSocket-Key: w4v7O6xFTi36lq3RNcgctw==
  • Connection: Upgrade:表示要升级协议

  • Upgrade: websocket:表示要升级到websocket协议。

  • Sec-WebSocket-Version: 13:表示websocket的版本。如果服务端不支持该版本,需要返回一个Sec-WebSocket-Version,里面包含服务端支持的版本号。

  • Sec-WebSocket-Key:与后面服务端响应首部的

    Sec-WebSocket-Accept是配套的,提供基本的防护,比如恶意的连接,或者无意的连接。

服务端相应协议升级

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Connection:Upgrade
Upgrade: websocket
Sec-WebSocket-Accept: Oy4NRAQ13jhfONC7bP8dTKb4PTU=

备注:每个header都以\r\n结尾,并且最后一行加上一个额外的空行\r\n。此外,服务端回应的HTTP状态码只能在握手阶段使用。过了握手阶段后,就只能采用特定的错误码。

四、连接保持心跳

WebSocket为了保持客户端、服务端的实时双向通信,需要确保客户端、服务端之间的TCP通道保持连接没有断开。然而,对于长时间没有数据往来的连接,如果依旧长时间保持着,可能会浪费包括的连接资源。

但不排除有些场景,客户端、服务端虽然长时间没有数据往来,但仍需要保持连接。这个时候,可以采用心跳来实现。

  • 发送方->接收方:ping
  • 接收方->发送方:pong

五、安全问题

websocket劫持

websocket劫持.png

websocket中间人攻击

websocket中间人攻击.png

来源:。。。

参考资料

http://www.ruanyifeng.com/blog/2017/05/websocket.html

https://juejin.im/post/5a4e6a43f265da3e303c4787#heading-19

https://juejin.im/post/5a1bdf676fb9a045055dd99d

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