websocket知识点总结

目录

WebSocket

为什么使用websocket？

短连接（连接 —> 传输数据 —> 关闭连接）

长连接（连接 —> 传输数据 —> 保持连接 —> 传输数据 —> 关闭连接）

单工

半双工

全双工

webSocket（webSocket与http的区别）

请求报文（和HTTP请求报文类似，但定义了一系列新的header域）

响应报文

数据帧的格式

webSocket和Ajax轮询，long poll的区别

webSocket与socket的区别

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WebSocket

        webSockt是HTML5的新协议,应用层协议，支持持久连接(长连接)，全双工双向通信，允许跨域访问。websocket沿用http的端口，目的是为了骗过防火墙。WS的默认端口是80，WSS是443（wss协议是WebSocket使用SSL/TLS加密后的协议，类似HTTP和HTTPS的关系。

为什么使用websocket？

        websocket协议是为了解决HTTP双向通信和服务端主动推送的不足。而专门制定的一种全双工实时通信的应用层协议。websocket能够提供低延迟，高性能的客户端与服务端的双向数据通信。它颠覆了之前web开发的请求-响应模式，实现了服务器端主动推送的功能。是真正的双向平等对话，特别适合实时数据交互的场景

短连接（连接 —> 传输数据 —> 关闭连接）

        HTTP/1.0中默认使用短连接。也就是说，客户端和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，任务结束就中断连接。HTTP协议连接是建立在TCP/IP协议之上的，HTTP协议的长连接和短连接，实质上是TCP协议的长连接和短连接。当客户端浏览器访问的某个HTML或其他类型的Web页中包含有其他的Web资源（如JavaScript文件、图像文件、CSS文件等），每遇到这样一个Web资源，浏览器就会重新建立一个HTTP会话。

        例如普通的web请求，在三次握手之后建立连接，发送数据包并得到服务器返回的结果之后，通过客户端和服务端的四次握手进行关闭断开。客户端发送一个request和接收一个response。（request=response）

长连接（连接 —> 传输数据 —> 保持连接 —> 传输数据 —> 关闭连接）

        从HTTP/1.1起，默认使用长连接，用以保持连接特性。使用长连接的HTTP协议，需要使用Connection：keep-alive。客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，客户端再次访问这个服务器时，会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如Apache）中设定这个时间。实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。

        区别于短连接，由于三次握手连接及四次握手断开，在请求频繁的情况下，连接请求和断开请求的开销较大，影响效率。采用长连接方式，执行三次握手连接后，不断开连接，保持客户端和服务端通信，直到服务器超时自动断开连接，或者客户端主动断开连接。

客户端可以发送多个Request，接收多个Response。但是一个request只能有一个response。（request=response）

单工

数据只在一个方向上传输，不能实现双方通信

半双工

允许数据在两个方向上传输，但是同一时间数据只能在一个方向上传输，其实际上是切换的单工。

全双工

允许数据在两个方向上同时传输。

webSocket（webSocket与http的区别）

Http/1.0：短连接，一次请求建立一次TCP连接，传递数据后断开。（request=response，一次），半双工通信。

缺点：资源消耗大，每次请求都要建立连接；无状态，每次请求都要发送请求行，请求头，请求体，需要服务器解析；效率低，半双工通信，同一时刻只能一个方向上有动作；被动，只能由客户端给服务端发送请求。

实现长连接方式：轮询

Http/1.1：长连接，只需要建立一次连接就能进行多次请求，超时后断开。（request=response，多次），半双工通信。

缺点：效率低，半双工通信，同一时刻只能一个方向上有动作；被动，只能由客户端给服务端发送请求。

Http/2.0：全双工，一个消息发送后不用等待接受，第二个消息可以直接发送。

缺点：被动，只能由客户端给服务端发送请求。

websocket：长连接，是基于HTTP/1.1协议的，借用HTTP协议完成一次连接请求（直连）。websocket只需要服务器和浏览器通过HTTP协议进行一个握手的动作，然后单独建立一条TCP的通信通道就可以进行数据的传送了。整个通讯过程是建立在一次连接/状态中，也就避免了HTTP的非状态性，服务端会一直知道你的信息，直到你关闭请求，减少了解析请求信息的效率问题。全双工双向通信，服务端可以主动推送数据给客户端。WS连接建立之后，数据的传输使用帧来传递，不再需要Request消息，数据帧有序。

工作原理：WS协议通信由两阶段组成：握手阶段和数据传输阶段

• 握手阶段利用http协议建立连接。
• 握手完成后的数据传输阶段就使用websocket协议，底层利用TCP实现可靠的数据传输。

请求报文（和HTTP请求报文类似，但定义了一系列新的header域）

GET ws://echo.websocket.org/chat HTTP/1.1
Host: echo.websocket.org 
Connection: Upgrade      
Upgrade: websocket     
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==      
Origin: http://websocket.org          
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat     
Sec-WebSocket-Version: 13

• Connection的值必须是Upgrade，Upgrade的值必须是websocket， 表示将当前连接升级到websocket连接。
• Sec-WebSocket-Key：客户端生成的一个key，服务器通过这个key和固定的算法生成一个新的key返回给客户端。客户端校验通过后才能建立连接。
• Sec-WebSocket-Protocol： jsonrpc,jsonrpc；websocket协议采用jsonrpc和jsonrpc进行通信
• Origin：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-Version：是websocket的版本号

响应报文

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Server: WebSockify Python/2.6.6
Date: Wed, 27 May 2020 03:03:21 GMT
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: hXXXXXXXXXXXXXXxGmM=
Sec-WebSocket-Protocol: binary

返回的状态码为101，表示同意客户端协议转换请求，并将它转换为websocket协议。接下来得到交互将用websocket数据帧进行。

Sec-WebSocket-Accept：这个就是用客户端发送的 Sec-WebSocket-Key和固定算法生成的一个key，发给客户端校验，校验通过则连接建立成功。

数据帧的格式

        WebSocket 用的是二进制帧，不过 WebSocket 和 HTTP/2.x 的关注点不同，WebSocket 更侧重于“实时通信”，而 HTTP/2 更侧重于提高传输效率

webSocket和Ajax轮询，long poll的区别

        Ajax技术可达到全双工通信，却需要客户端发起请求，而WebSocket服务器和客户端可以彼此相互推送信息；XHR技术受到域的限制，而WebSocket允许跨域通信；long poll 其实原理跟 ajax轮询 差不多，都是采用轮询的方式，不过采取的是阻塞模型，也就是说，客户端发起连接后，如果没消息，就一直不返回Response给客户端。直到有消息才返回，返回完之后，客户端再次建立连接，周而复始。

ajax轮询需要服务器有很快的处理速度和资源。（速度）

long poll 需要有很高的并发，也就是说同时接待客户的能力。（场地大小）

由于HTTP是非状态性的，每次都要重新传输identity info（鉴别信息），来告诉服务端你是谁。

webSocket与socket的区别

        socket为套接字，是计算机之间进行通信的一种约定或一种方式，封装了TCP/IP协议，是一个接口。socket起源Unix，可以用“打开open -> 读写write/read -> 关闭close” 模式来操作。Socket代表了在操作系统中传输数据的两方，它并不是什么协议，只是它不再基于网络协议，而是操作系统本身的文件系统

区别：

1. 1. socket是传输控制层的接口，用户可以通过socket来操作系统底层TCP/IP协议通信。
   2. webSocket是一个完整的应用层协议
   3. Socket更灵活，WebSocket更易用
   4. 两者都能做即时通讯