websocket通讯协议（10版本）简介

前言：

工作中用到了websocket 协议10版本的，英文的协议请看这里：

http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-hybi-thewebsocketprotocol-10

这篇文章相当于工作的总结吧。

首先， 你需要简单了解一下为什么会诞生websocket通讯协议，web上的通讯一般都是基于HTTP（超文本传输协议）的通讯，故而没有建立长时间的网络连接的方法，一般的通讯都是这样子的：

请求

浏览器--------------------->服务器

<-----------------------

响应

这种连接都是客户端发起的，服务器回复数据后关闭连接。

就好像你用浏览器访问百度输入www.baidu.com后，浏览器发起请求，百度的服务器将该页面的html超文本传给你的浏览器后关闭连接。

这种连接时间很短的， 而且服务器无法主动传送数据。

举几个例子：

优酷， 土豆这些网站可以在网上播放电影，播放电影需要持续传送数据的，故只能内嵌flash播放器，用flash中的flash socket持续传送数据。

用html， js等编写一个及时聊天软件是很困难的，关键就在于不能建立持续的连接，服务器不能主动传送数据给客户端。只能隔一段时间客户端发起请求主动询问服务器有无数据？

websocket可以建立稳定的连接，能解决上述的问题。

先说下原理，稍后会把代码文件穿上来给大家下载。

websocket通讯过程：

1.客户端发起连接请求

websocket客户端首先发起一个连接请求，发送的数据格式如下：

GET /10.15.1.218:12345/chat?key=value\r\n

HTTP/1.1\r\n Upgrade: websocket\r\n Connection: Upgrade\r\n Host: 10.15.1.218:12345\r\n Sec-WebSocket-Origin: null\r\n Sec-WebSocket-Key: 4tAjitqO9So2Wu8lkrsq3w==\r\n Sec-WebSocket-Version: 8\r\n\r\n

这是类似于HTTP的头，注意每行数据结尾结束符是"\r\n", 最后的结束符是"\r\n\r\n"。

请求头第1行详解：

“GET /”后面是服务器的IP和端口(10.15.1.218:12345)必须有。'/'的后面是你自己字符串，（chat），随便你传什么，这部分是可选的。字符串 ‘?’后面是一些参数(key=value)，是什么你自己定义， 这部分也是可选的。像下面这三种都是合法的：

GET /10.15.1.218:12345\r\n

或者

GET /10.15.1.218:12345/chat\r\n

或者

GET /10.15.1.218:12345/chat?key=value\r\n

第2， 3， 4， 5， 6行：

HTTP/1.1\r\n Upgrade: websocket\r\n Connection: Upgrade\r\n Host: 10.15.1.218:12345\r\n Sec-WebSocket-Origin: null\r\n

这些都基本是固定的格式与内容，Host： 后面是服务器（被连接者）的IP和Port。

第7行：

Sec-WebSocket-Key: 4tAjitqO9So2Wu8lkrsq3w==\r\n
      Sec-WebSocket-Key后面的那一串东西，那一串长度为24的字符串是客户端随机生成的，我们暂时叫他cli_key，服务器必须用它经过一定的运算规则生成服务器端的key，暂时叫做ser_key，然后把ser_key发回去，客户端验证正确后，握手成功！

第8行：

Sec-WebSocket-Version: 8\r\n\r\n

之所以版本为8的原因，我不太清楚。10版本的通讯协议中客户端发出的都是8。

chrome 14浏览器中实现了websocket客户端，不用自己实现。可以去下载一个，当websocket客户端用。

2.制作服务端的密钥

我们的服务器将key1（长度24）截取出来

4tAjitqO9So2Wu8lkrsq3w==

用它和自定义的一个字符串（长度36）：

258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11

连接起来，像这样：

4tAjitqO9So2Wu8lkrsq3w==258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11

然后把这一长串经过SHA-1算法加密，得到长度为20字节的二进制数据，

再将这些数据经过Base64编码，最终得到服务端的密钥，也就是ser_key：

bEVeGLZrb9fS3Rj8WzExJdCsedg=

3.服务端返回密钥

然后需要把密钥返回给客户端，完成握手，发送的数据格式如下：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n

Upgrade: websocket\r\n

Connection: Upgrade\r\n

Sec-WebSocket-Accept: bEVeGLZrb9fS3Rj8WzExJdCsedg=\r\n\r\n

至此，算是握手成功了！

4.传输数据(简单的介绍数据长度小于126的数据传输，传输大于等于126字节的数据头部（head）可就不止2个字节了，去看英文文档中介绍头部的部分)

必须有掩码

客户端----------------------->服务器

<-----------------------

掩码（可选）

协议中规定客户端发向服务器的数据必须有掩码，比如需要发送一个字符串“Hello”，

“Hello“的ascii码：

H        e              l            l            o

十六进制         0x48     0x65        0x6c     0x6c     0x6f

十进制             72        101          108      108       111

但是实际发出的数据是这样的：

------------------head-----掩码0----1-------2-------3-----H----e-----l------l-------o--------------

0x81 0x85   0x37  0xfa   0x21    0x3d 0x7f 0x9f 0x4d 0x51 0x58

head头部我不在这里说了，需要很多文字才能说明，自己去英文协议中相关地方查看一下吧，head后是4字节的掩码，随机生成的，再后面是数据了，你可能发现数据变了，这些数据是 hello的ascii码和掩码做异或运算算出来的。

运算规则是这样的， 第零个字符'H'和第零个掩码异或， 第一个字符'e'和第一个掩码异或......

其实就是用c语言表示就是res = str[n]^mask[n%4]

服务器发出数据可以有掩码， 也可以没有掩码

发出一个“Hello”字符串可以发出和客户端一样的数据，也可以发出像下面的无掩码的：

0x81 0x05 0x48 0x65 0x6c 0x6c 0x6f                                      H       e       l        l       o

这就是头部信息加上原始数据啦。

5. 关闭连接

这部分很简单，或许你可以去英文协议中找到它看一看。