websocket 对于 raw socket

这里 raw socket 指的就是 直接使用 posix socket api

为什么会有这个对比呢？
因为最近我在做 websocket 测试的时候 （ nodejs, c#, erlang）， 发现 websocket 确实方便。

就拿 c# 举例子

• 异步
  因为现成的库是基于事件机制的，我只要写callback就行。再也不用管要自己写异步处理，捕获异常，或者多线程。

• 其他好处
  网上说的很多，因为websocket握手是一个 http 请求过程，所以http的基础设施都能拿来用。 session, auth, proxy, load blance...

• 服务端的实现也很容易。
  总之就是要提高生产力

但是 担心 websocket 发送的数据包 体积过大，造成不必要的网络浪费，于是估算了一下 websocket 一个 frame 比 一个 raw tcp 包到底多 多少 字节。

websocket 包格式

websocket 有自己定义的 frame 格式 https://tools.ietf.org/html/rfc6455

frame.jpg

每一个 frame 包含 头部 2Bytes 的固定长度，后面根据发送的数据长度可能会包含 0/2/8 Bytes 的长度

如果是客户端发给服务器的，那么还要包含 4Bytes 的Masking-key长度。

raw socket 包格式

+---------+--------------+
| Header  |    Body      |
+---------+--------------+

Header 表示 Body 长度， 一般 都是 2 Bytes, 或者 4 Bytes .
下面用 4 Bytes 做对比。

包体额外长度对比

根据要发送数据的长度，将对比分为以下情况：

• A: 数据长度<= 125
• B: 数据长度<= 2^16
• C: 数据长度 <= 2^32
• D: 数据长度 <= 2^64

A: 数据长度<= 125

• 客户端
  • websocket: 2 + 4
  • raw socket: 4
• 服务端
  • websocket: 2
  • raw socket: 4

B: 数据长度<= 2^16

• 客户端
  • websocket: 2 + 2 + 4
  • raw socket: 4
• 服务端
  • websocket: 2 + 2
  • raw socket: 4

C: 数据长度 <= 2^32

• 客户端
  • websocket: 2 + 8 + 4
  • raw socket: 4
• 服务端
  • websocket: 2 + 8
  • raw socket: 4

D: 数据长度 <= 2^64

• 客户端
  • websocket: 2 + 8 + 4
  • raw socket: 8
• 服务端
  • websocket: 2 + 8
  • raw socket: 8

websocket比raw socket多出字节数

+---------------------------------------------------+
|  数据长度   |   125   |   2^16  |  2^32  |  2^64   |
+------------+---------+---------+--------+---------+
| 客户端多出  |    2    |    4    |   10   |    6    |
+------------+---------+---------+--------+---------+
| 服务端多出  |   -2     |    0    |   6     |    2    |
+------------+---------+---------+--------+---------+

• 对于实际情况，大部分情况下， 客户端发送的数据长度都在 2^16一下，
  此时websocket包比raw socket额外多出2/4个字节

• 同样对于服务器，大部分长度都在 125 到 2^32 之间
  此时 websocket包比 raw socket 额外多出 0/6个字节

结论

• 包体长度 websocket 对于 raw socket 还是稍微有点 overhead。

• 服务器接受到的数据得解码一次。也是稍微对CPU有点 overhead

但是在快速容易开发的角度看，还是可以接受的。