WebSocket

✍ dations ◷ 2025-07-19 07:21:49 #WebSocket

WebSocket是一种网络传输协议,可在单个TCP连接上进行全双工通信,位于OSI模型的应用层。WebSocket协议在2011年由IETF标准化为RFC 6455,后由RFC 7936补充规范。Web IDL(英语:Web IDL)中的WebSocket API由W3C标准化。

WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单,允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中,浏览器和服务器只需要完成一次握手,两者之间就可以创建持久性的连接,并进行双向数据传输。

WebSocket是一种与HTTP不同的协议。两者都位于OSI模型的应用层,并且都依赖于传输层的TCP协议。虽然它们不同,但是RFC 6455中规定:it is designed to work over HTTP ports 80 and 443 as well as to support HTTP proxies and intermediaries(WebSocket通过HTTP端口80和443进行工作,并支持HTTP代理和中介),从而使其与HTTP协议兼容。为了实现兼容性,WebSocket握手使用HTTP Upgrade头从HTTP协议更改为WebSocket协议。

WebSocket协议支持Web浏览器(或其他客户端应用程序)与Web服务器之间的交互,具有较低的开销,便于实现客户端与服务器的实时数据传输。服务器可以通过标准化的方式来实现,而无需客户端首先请求内容,并允许消息在保持连接打开的同时来回传递。通过这种方式,可以在客户端和服务器之间进行双向持续对话。通信通过TCP端口80或443完成,这在防火墙阻止非Web网络连接的环境下是有益的。另外,Comet之类的技术以非标准化的方式实现了类似的双向通信。

大多数浏览器都支持该协议,包括Google Chrome、Firefox、Safari、Microsoft Edge、Internet Explorer和Opera。

与HTTP不同,WebSocket提供全双工通信。此外,WebSocket还可以在TCP之上实现消息流。TCP单独处理字节流,没有固有的消息概念。在WebSocket之前,使用Comet可以实现全双工通信。但是Comet存在TCP握手和HTTP头的开销,因此对于小消息来说效率很低。WebSocket协议旨在解决这些问题。

WebSocket协议规范将ws(WebSocket)和wss(WebSocket Secure)定义为两个新的统一资源标识符(URI)方案,分别对应明文和加密连接。除了方案名称和片段ID(不支持#)之外,其余的URI组件都被定义为此URI的通用语法。

使用浏览器开发人员工具,开发人员可以检查WebSocket握手以及WebSocket框架。

WebSocket最初在HTML5规范中被引用为TCPConnection,作为基于TCP的套接字API的占位符。2008年6月,Michael Carter(英语:Michael Carter (entrepreneur))进行了一系列讨论,最终形成了称为WebSocket的协议。

“WebSocket”这个名字是Ian Hickson和Michael Carter之后在 #whatwg IRC聊天室创造的,随后由Ian Hickson撰写并列入HTML5规范,并在Michael Carter的Cometdaily博客上宣布。2009年12月,Google Chrome 4是第一个提供标准支持的浏览器,默认情况下启用了WebSocket。WebSocket协议的开发随后于2010年2月从W3C和WHATWG小组转移到IETF,并在Ian Hickson的指导下进行了两次修订。

该协议被多个浏览器默认支持并启用后,RFC于2011年12月在Ian Fette下完成。

早期,很多网站为了实现推送技术,所用的技术都是轮询。轮询是指由浏览器每隔一段时间(如每秒)向服务器发出HTTP请求,然后服务器返回最新的数据给客户端。这种传统的模式带来很明显的缺点,即浏览器需要不断的向服务器发出请求,然而HTTP请求与回复可能会包含较长的头部,其中真正有效的数据可能只是很小的一部分,所以这样会消耗很多带宽资源。

比较新的轮询技术是Comet。这种技术虽然可以实现双向通信,但仍然需要反复发出请求。而且在Comet中普遍采用的HTTP长连接也会消耗服务器资源。

在这种情况下,HTML5定义了WebSocket协议,能更好的节省服务器资源和带宽,并且能够更实时地进行通讯。

Websocket使用wswss的统一资源标志符(URI)。其中wss表示使用了TLS的Websocket。如:

ws://example.com/wsapiwss://secure.example.com/wsapi

Websocket与HTTP和HTTPS使用相同的TCP端口,可以绕过大多数防火墙的限制。默认情况下,Websocket协议使用80端口;运行在TLS之上时,默认使用443端口。

WebSocket 是独立的、创建在TCP上的协议。

Websocket 通过 HTTP/1.1 协议的101状态码进行握手。

为了创建Websocket连接,需要通过浏览器发出请求,之后服务器进行回应,这个过程通常称为“握手”(Handshaking)。

一个典型的Websocket握手请求如下:

客户端请求:

GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.comUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==Origin: http://example.comSec-WebSocket-Protocol: chat, superchatSec-WebSocket-Version: 13

服务器回应:

HTTP/1.1 101 Switching ProtocolsUpgrade: websocketConnection: UpgradeSec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=Sec-WebSocket-Protocol: chat

字段说明

  • Connection必须设置Upgrade,表示客户端希望连接升级。
  • Upgrade字段必须设置Websocket,表示希望升级到Websocket协议。
  • Sec-WebSocket-Key是随机的字符串,服务器端会用这些数据来构造出一个SHA-1的信息摘要。把“Sec-WebSocket-Key”加上一个特殊字符串“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”,然后计算SHA-1摘要,之后进行Base64编码,将结果做为“Sec-WebSocket-Accept”头的值,返回给客户端。如此操作,可以尽量避免普通HTTP请求被误认为Websocket协议。
  • Sec-WebSocket-Version 表示支持的Websocket版本。RFC6455要求使用的版本是13,之前草案的版本均应当弃用。
  • Origin字段是必须的。如果缺少origin字段,WebSocket服务器需要回复HTTP 403 状态码(禁止访问)。
  • 其他一些定义在HTTP协议中的字段,如Cookie等,也可以在Websocket中使用。

浏览器支持

WebSocket协议的安全版本在Firefox 6、Safari 6、Google Chrome 14、Opera 12.10和Internet Explorer 10中实现。详细的协议测试包报告列出了这些浏览器与特定协议方面的一致性。

Opera 11和Safari 5中实现了较旧的,不太安全的协议版本,以及iOS 4.2中的Safari移动版本。OS7中的BlackBerry Browser实现了WebSockets。由于存在漏洞,它在Firefox 4和5以及Opera 11中被禁用。

所有最新的浏览器支持最新规范(RFC 6455)的WebSocket协议。一个详细的测试报告列出了这些浏览器支持的Websocket版本。

1基于Gecko 6–10版本的浏览器的WebSocket对象为“mozwebsocket”,需要添加额外的代码。

在服务器方面,网上都有不同对websocket支持的服务器:

相关

  • 体重体重指的是人体(有时也指动物体)的质量,严格地说不是重量。常见衡量单位为千克、斤、磅等。是在医学、人体测量学、考古学和体育方面的有用参数。目前医学上认为,新生儿体重的正
  • 张景中张景中(1936年12月1日-),河南汝南人,中国数学家、数学科普作家。1995年当选中国科学院信息技术科学部院士。
  • 凯特琳·詹纳凯特琳·詹纳(英语:Caitlyn Jenner,1949年10月28日-),出生名为布鲁斯·詹纳(英语:Bruce Jenner)是美国电视节目名人和前田径运动员,曾获1976年夏季奥林匹克运动会男子十项全能冠军。20
  • 岳红岳红(1962年8月13日-),四川成都人,中华人民共和国演员,八一电影制片厂一级演员,。曾两次获得金鸡奖。岳红两次高考失利后,1980年终于考入她梦寐以求的中央戏剧学院表演系,毕业后分配
  • 音乐录像音乐录像(英语:Music Video)又名“音画”、“音乐影片”、“音乐短片”、“音乐视频”、“音乐录影带”等。在华人社会最通行的叫法为其英文名称“Music Video”的首字母缩写“
  • 巴达玛宁布·巴特额尔登巴达玛宁布·巴特额尔登(蒙古语:Бадмаанямбуугийн Бат-Эрдэнэ,1964年6月7日-)蒙古族,蒙古国肯特省人,蒙古国摔跤冠军、政治人物。巴特额尔登1982年毕业于
  • 基吉家族基吉家族(意大利语:Chigi)是一个来自锡耶纳的意大利贵族世家,家族成员包括数位枢机、一位教宗及多位亲王、公爵。基吉家族起源于锡耶纳,是古老贵族阿登盖斯基家族(意大利语:Ardengh
  • 同乐运动会同乐运动会(英语:Gay Games,又称同志运动会)是一个由同志社区举办的体育和文化活动。同志运动会于1982年始于旧金山,创办者是汤姆·沃德尔(英语:Tom Waddell)医生,他的目标是发扬包容
  • 冷云冷云(1915年-1938年10月),黑龙江省桦川县悦来镇人。原名郑志民。东北抗日联军成员,八女投江的烈士。1931年,考入桦川县立女子师范学校。1934年加入中国共产党。毕业后在小学执教,秘
  • 福伊尔施泰特山坐标:47°25′58.253″N 10°4′42.791″E / 47.43284806°N 10.07855306°E / 47.43284806; 10.07855306福伊尔施泰特山(德语:Feuerstätterkopf),是奥地利的山峰,位于该国西部,由