webSocket实时传输协议

公司的惯例是每周五都会有一个分享会，内容大概是前端，后台，软件思想，工具使用，设计等，大家坐在一起听一听，说一说，交流一下。

这次是我给大家讲webSocket传输协议。

最初对webSocket的印象是：它是一种实时的，用于网上实时聊天。例如QQ.

那么，webSocket是什么东西？真实时？那底层是不是还是轮训 轮询？和Http的长连接有什么不同？（这些问题对于我来说有点难度啊）

简书作者：TheAlchemist写了三篇刨根问底HTTP和WebSocket协议，上面的问题就是从他的文章上摘抄的。链接地址：http://www.jianshu.com/p/265397f812d4

那么赶紧去看文档，文档很重要很重要。这里根据他的文章找到两个链接，都是中文版，RFC6455：http://download.csdn.net/detail/relan365/7426065，RFC2616：http://download.csdn.net/detail/yintiliang/3043455。

关键字搜索WEBSOCKET出现如下信息：WebSocket protocol 是HTML5一种新的协议。它实现了浏览器与服务器全双工通信(full-duple)。一开始的握手需要借助HTTP请求完成。

全双工(Full－Duplex Transmissions)：是指交换机在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，

这好像我们平时打电话一样，说话的同时也能够听到对方的声音。目前的交换机都支持全双工

优点：延迟小，速度快。

轮询：轮询是在特定的的时间间隔(如每1秒)，由浏览器对服务器发出HTTP request，然后由服务器返回最新的数据给客服端的浏览器。轮询会造成对网络和通信双方资源的浪费，并且非实时。那么从实时的角度，websocket底层就不是轮询。

websocket是基于http协议的，借用http握手，比http多了两个东西。

Upgrade: websocket

	Connection: Upgrade

websocket协议：由握手和数据传输这两部分组成。

握手：

GET /chat HTTP/1.1            //1  

    Host: server.example.com   //2

    Upgrade: websocket            //3

upgrade是HTTP1.1中用于定义转换协议的header域。

它表示，如果服务器支持的话，客户端希望使用现有的「网络层」已经建立好的这个「连接（此处是TCP连接）」，

切换到另外一个「应用层」（此处是WebSocket）协议。

 

    Connection: Upgrade            //4

HTTP1.1中规定Upgrade只能应用在「直接连接」中，所以带有Upgrade头的HTTP1.1消息必须含有Connection头，

因为Connection头的意义就是，任何接收到此消息的人（往往是代理服务器）都要在转发此消息之前处理掉Connection中指定的域（不转发Upgrade域）。

如果客户端和服务器之间是通过代理连接的，那么在发送这个握手消息之前首先要发送CONNECT消息来建立直接连接。

    Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==            //5

    Origin: http://example.com            //6

作安全使用，防止跨站攻击，浏览器一般会使用这个来标识原始域

    Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat            //7

    Sec-WebSocket-Version: 13            //8

第7行标识了客户端支持的子协议的列表（关于子协议会在下面介绍），

第8行标识了客户端支持的WS协议的版本列表，

第5行用来发送给服务器使用（服务器会使用此字段组装成另一个key值放在握手返回信息里发送客户端）。

数据传输：

数据传输使用的是一系列的数据帧，并且要进行掩码处理，

FIN:1bit,表示是消息的最后一帧，如果消息只有一帧，那第一帧就是最后一帧。

RSV1,RSV2,RSV3:每个1bit,且必须是0，除非扩展定义为非零。如果接收到的是非零，但扩展没有定义，那就要关闭连接。

Opcode:4bit,解释Payload数据，有不同的状态，如果状态未知，必须马上关闭连接。

0x0（附加数据帧），0x1（文本数据帧），0x2（二进制数据帧），

0x3-7（保留为以后的非控制帧使用），0xB-F（保留为以后的控制帧使用），

0x8（关闭连接帧），0x9（ping），0xA（pong）.

Mask:1bit,掩码，定义是否需要掩码处理，如果是1表示进行了掩码处理。

Masking-key:域的数据就是掩码秘钥,用于解码payloadData,

Payload length:7位，7+16位，7+64位，payload数据的长度，如果是0-125，就是真实的payload 长度，如果是126，那么接着后面2个字节对应的16位无符号整数 就是payload的数据 长度，如果是127，那么后面2个字节对应的64位无符号整数就是payload的数据长度。

Masking-key:0到4个字节，如果mask设为1则有4个字节的掩码解密秘钥，否则无。

Payload-data：任意长度数据。包含有扩展定义数据和应用数据，如果没有定义扩展则没有此项，仅含有应用数据。