python websocket服务器_python之websocket
一、websocket
WebSocket协议是基于TCP的一种新的协议。WebSocket最初在HTML5规范中被引用为TCP连接，作为基于TCP的套接字API的占位符。它实现了浏览器与服务器全双工(full-duplex)通信。其本质是保持TCP连接，在浏览器和服务端通过Socket进行通信。
本文将使用Python编写Socket服务端，一步一步分析请求过程！！！
1. 启动服务端
importsocket
sock=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1)
sock.bind(('127.0.0.1', 8002))
sock.listen(5)#等待用户连接
conn, address =sock.accept()
...
...
...
启动Socket服务器后，等待用户【连接】，然后进行收发数据。
2. 客户端连接
...
当客户端向服务端发送连接请求时，不仅连接还会发送【握手】信息，并等待服务端响应，至此连接才创建成功！
3. 建立连接【握手】
importsocket
sock=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1)
sock.bind(('127.0.0.1', 8002))
sock.listen(5)#获取客户端socket对象
conn, address =sock.accept()#获取客户端的【握手】信息
data = conn.recv(1024)
...
...
...
conn.send('响应【握手】信息')
请求和响应的【握手】信息需要遵循规则：
从请求【握手】信息中提取 Sec-WebSocket-Key
利用magic_string 和 Sec-WebSocket-Key 进行hmac1加密，再进行base64加密
将加密结果响应给客户端
注：magic string为：258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11
请求【握手】信息为：
GET /chatsocket HTTP/1.1Host:127.0.0.1:8002Connection: Upgrade
Pragma: no-cache
Cache-Control: no-cache
Upgrade: websocket
Origin: http://localhost:63342Sec-WebSocket-Version: 13Sec-WebSocket-Key: mnwFxiOlctXFN/DeMt1Amg==Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits
...
...
提取Sec-WebSocket-Key值并加密：
importsocketimportbase64importhashlibdefget_headers(data):"""将请求头格式化成字典
:param data:
:return:"""header_dict={}
data= str(data, encoding='utf-8')for i in data.split('\r\n'):print(i)
header, body= data.split('\r\n\r\n', 1)
header_list= header.split('\r\n')for i inrange(0, len(header_list)):if i ==0:if len(header_list[i].split(' ')) == 3:
header_dict['method'], header_dict['url'], header_dict['protocol'] = header_list[i].split(' ')else:
k, v= header_list[i].split(':', 1)
header_dict[k]=v.strip()returnheader_dict
sock=socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR,1)
sock.bind(('127.0.0.1', 8002))
sock.listen(5)
conn, address=sock.accept()
data= conn.recv(1024)
headers= get_headers(data) #提取请求头信息#对请求头中的sec-websocket-key进行加密
response_tpl = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"\"Upgrade:websocket\r\n"\"Connection: Upgrade\r\n"\"Sec-WebSocket-Accept: %s\r\n"\"WebSocket-Location: ws://%s%s\r\n\r\n"magic_string= '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11'value= headers['Sec-WebSocket-Key'] +magic_string
ac= base64.b64encode(hashlib.sha1(value.encode('utf-8')).digest())
response_str= response_tpl % (ac.decode('utf-8'), headers['Host'], headers['url'])#响应【握手】信息
conn.send(bytes(response_str, encoding='utf-8'))
...
...
...
View Code
4.客户端和服务端收发数据
客户端和服务端传输数据时，需要对数据进行【封包】和【解包】。客户端的JavaScript类库已经封装【封包】和【解包】过程，但Socket服务端需要手动实现。
第一步：获取客户端发送的数据【解包】
info = conn.recv(8096)
payload_len= info[1] & 127
if payload_len == 126:
extend_payload_len= info[2:4]
mask= info[4:8]
decoded= info[8:]elif payload_len == 127:
extend_payload_len= info[2:10]
mask= info[10:14]
decoded= info[14:]else:
extend_payload_len=None
mask= info[2:6]
decoded= info[6:]
bytes_list=bytearray()for i inrange(len(decoded)):
chunk= decoded[i] ^ mask[i % 4]
bytes_list.append(chunk)
body= str(bytes_list, encoding='utf-8')print(body)
基于Python实现解包过程(未实现长内容)
解包详细过程：
第二步：向客户端发送数据【封包】
defsend_msg(conn, msg_bytes):"""WebSocket服务端向客户端发送消息
:param conn: 客户端连接到服务器端的socket对象,即： conn,address = socket.accept()
:param msg_bytes: 向客户端发送的字节
:return:"""
importstruct
token= b"\x81"length=len(msg_bytes)if length < 126:
token+= struct.pack("B", length)elif length <= 0xFFFF:
token+= struct.pack("!BH", 126, length)else:
token+= struct.pack("!BQ", 127, length)
msg= token +msg_bytes
conn.send(msg)return True