WebSocket ACK 协议解析：最大限度提高通信可靠性

WebSocket，作为一种在单一TCP连接上实现全双工通讯的协议，允许客户端与服务器之间自由地进行双向数据流动。一旦建立连接，数据可以无限制地在两者之间传输。但是，由于网络环境不总是完美无缺，讯息有时可能会在传递过程中丢失。这可能是因为网络拥堵、硬件故障或其他多种因素导致的。为此，WebSocket 提供了一个确认机制来确保发送的数据包每次都能准确到达目的地，这就是“WebSocket ACK”应答机制。

WebSocket ACK 的必要性

在WebSocket的世界中，没有ACK机制的存在可能导致许多问题的出现。首先，数据包丢失可能由不确定的网络状况引起，且无法确认接收者是否已经收到了数据。接着是讯息可能被重复发送的情况，发生在发送者在未接收到确认反馈的情况下重传消息，导致传输中的数据冗余。最后，消息的顺序问题可能因为网络环境复杂而引发，当消息乱序到达接收端，可能会导致处理上的混淆。

为了确保WebSocket通信的可靠性和准确性，ACK机制的存在至关重要。

实施WebSocket ACK的方式

WebSocket 在数据传输中实行了一种“握手”的方式，以确保数据的准确发送和接收。当发送端传输数据包时，必须接收到相应的应答。利用标志性的序号插入每个数据包中，可以确认接收端是否收到数据。具体步骤包括：

1. 发送端向接收端发送数据时，会附带一个序号。
2. 接收端在收到数据后，会产出一个包含该序号的ACK应答包。
3. 发送端在收到应答后，会对比应答中的序号与最初的序号。如果相符，数据包就被视为成功送达。如果在设定的时间内没有收到反馈，则重发数据。
4. 如果接收端收到了重复数据包，它会忽略该数据包而仅发送ACK。这样，数据包的传输就可以被保证，通信可靠性得到强化。

超时与重传的重要性

WebSocket通过设置超时和重传机制来確保ACK的可靠性。工作原理如下：

1. 发送方在传送消息的同时设置超时计时器。
2. 如果超时而未收到ACK，就启动重传机制。
3. 重传直至收到ACK或达到重传限制。

这种机制在对抗网络不稳定和数据丢失的情况下，保证了数据传输的可靠性，提高了体验和减少了数据丢失带来的问题。

WebSocket ACK 的其他特性和顺序保障

除了确保数据的安全传输，WebSocket ACK还负责保持数据传输的顺序和流量控制等其他功能。

调试 WebSocket

要对WebSocket接口进行调试，可以使用接口测试工具，下面使用 Apifox 给大家简单演示下。Apifox 适用于 http(s)、WebSocket、Socket、gRPC、Dubbo等多种协议的接口调试，它是一个综合性的工具。通过它，你可以轻松地创建、测试和调试你的WebSocket接口。

1、首先创建HTTP项目。

2、添加WebSocket接口，填写服务端URL，例如ws://localhost:3000。

3、输入测试消息，比如“你好啊，我是Apifox”，点击发送消息，观察服务器和客户端的响应。

Node.js写的WebSocket服务端和客户端应该可以收到发送的消息。

总结

WebSocket通过ACK机制、超时和重传以及其他增强特性来实现更可靠的通信。尽管ACK提供很多优点，但网络环境的不稳定和潜在的超时设定问题可能仍然会影响通信的可靠性。

参考链接

• WebSocket Protocol
• Writing WebSocket servers

学习更多：

• WebSocket 的请求头(header)中如何携带 authorization
• 如何使用 WebSocket 发送二进制(arraybuffer)数据