WebSocket协议的握手和数据帧

1、websocket协议的握手和数据帧websocket是定义服务器和客户端如何通过web通信的一种网络协议。协议是通信的议定规 则。组成互联网的协议纟f1由ietf (互联网工程任务纟r)发布。ietf发布评议请求(request for comments, rfc),精确地规定了协议(包括 rfc 6455): websocket 协议。rfc 6455 于 2011 年12月发布，包含了实现websocket客户端和服务器时必须遵循的规则。websocket基本上是一个很简单的协议，主耍流程非常少，实现起来也很简单。为简单起见，卞面只分析握手和数据帧的报文.一握手(handshake) 握

2、手协议由客户端发起，服务器响应，一来一回就完成了基本上是为了兼容现有的http 基础设施.下面是一个客户端发起的握手请求：474554202f20485454502f312e310d0aget./.http/1.1.557067726164653a20776562736f636bupgrade:.websock65740d0a436f6e6e656374696f6e3a20et.connection:557067726164650d0a486f73743a2031upgradehost:139322e3136382e382e3132383a31333028:130300d0

3、a4f726967696e3a206e756c6c0d0origin:null0a507261676d613a206e6f2d63616368.pragma:.no-cach650d0a43616368652d436f6e74726f6ce.cache-control3a206e6f2d63616368650d0a5365632d:no-cachesec-576562536f636b65742d4b65793a2064websocket-key:.d33353946646f366f6d79716678795946359fdo6omyqfxyyf37596163773d3d0d0a5365632

4、d5765627yacw=.sec-web536f636b65742d56657273696f6e3a20socket-version:31330d0a5365632d576562536f636b6513.sec-websocke742d457874656e73696f6e733a20782dt-extensions:.x-7765626b69742d6465666c6174652d66webkit-deflate-f72616d650d0a557365722d4167656e74rame.user-agent3a204d6f7a696c6c612f352e30202857:.mozilla/

5、5.0. (w696e646f7773204e5420362e313b2057indowsnt61.w4f57363429204170706c655765624b69ow64).applewebki742f3533372e333620284b48544d4c2ct/537 36 (khtml,206c696b65204765636b6f2920436872.like.gecko).chr6f6d652f33322e302e313635332e3020ome/320.165305361666172692f3533372e33360d0a0dsafari/537.360aod oa od oa,也

6、就是用zzrnrnz，收尾，这和http头没什么区别.转换成字符串就是:get / http/1.1upgrade: websocketconnection: upgradehost: 28:1300origin: nullpragma: no-cachecache-control: no-cachesec-websocket-key: d359fdo6omyqfxyyf7yacw=sec-websocket-version: 13sec-websocket-extensions: x-webkit一deflate-frameuser-agent: mozilla/5 0

7、 (windows nt 6.1; wow64) applewebkit/537.36 (khtml, like gecko) chrome/32 0l653 0 safari/537.36其屮有一对重要的 kv,就是sec-websocket-key: d359fdo6omyqfxyyf7yacw,看上去是一 个base64编码后的结果，服务器需要对这个sec-key作一些处理，并返回握手响应，这个 处理是：1. byte sha = shal(hd359fdo6omyqfxyyf7yacw=" + "258eafa5-e914-47da- 95ca-c5ab0dc85b

8、11h) getbytes();2 system.out.printin(new string(base64getencode()encode(sha);也就是原封不动的拿着这个sec-key和另一个神奇的字符串“258eafa5-e914-47da-95ca-c5ab0dc85b11"相连，再经过 shal 摘要算法处理，最后再经过base64编码输出即可，上面的输出结果应该是：plo2kc7b5totzlle6a3sqj6ezu4=服务器在收到握手请求后，如果愿意提供服务，则返回一个握手响应，如卜：1. http/1.1 101 switching protocols2. con

9、nection: upgrade3 upgrade: websocket4. sec-websocket-accept: plo2kc7b5t0tzhe6a3sq36ezu4=遵循http的规则，字节流上一样是要以，zrnrn/z收尾.二.数据帧rfc6455 ±叫做非控制帧，除了非控制帧z外，就是控制帧.包括connection close, ping, pong等帧，这里只讲非控制帧，也就是数据帧.数据帧从长度上可以分为三种.帧中的静荷数据(payload data)长度小于0x7e的为小帧， 静荷数据长度=0x7e又0x10000的为中帧，再长的叫大帧.数据帧从类型上暂时可以分

10、为两种，文本帧和二进制帧.例子：a). 一个从客户端发向服务端的小帧.1.82b06af7c6300ad9c634d41878cl6ef5.0.4.x.n.2.c6306cd5cc102387af483ca29c6401c4.01.# h<d.3.ae5904c5bl5b3585a34118b0f55c138ey5 4.924202848553 b s82二进制为：1000 0010,最高位(fin)为1,表示这是最后一帧，第一个帧也可能是最后一帧. 身后还有三位为预留.低位四0010为操作码.也就是0x02,表示这是一个二进制帧，0x01为文木帧.b0二进制为：1011 0000,最高

11、位(mask)为1,表示当前帧的静荷数据部分使用了掩码，事实 上，rfc6455规定从客户端发往服务器端的数据帧必需使用掩码，反过來，从服务器发冋來的，则必需不使用掩码.低7位为静荷数据长度 字段，这里是011 0000,也就是0x30,从上面的报文上看，这个0x30没有包含后面的掩码.6a f7 c6 30掩码，掩码总是四个字节.0ad9c6.直到最后为经过掩码加工后的静荷数据.要回到数据木来的向ti,使用下面 的算法：1. byte by = new byte0x82, 0xb0, 0x6a, 0xf7, 0xc6, 0x30, 0x0a.2. byte mask = new byte 0

12、x6a, (byte) 0xf7, (byte) 0xc6, 0x30 ;3. for (int i = 6 /* 越过掩码.*/; i < by.length; i+)4. byi = (byte) (byi a mask(i - 6) % 4);得到的结果应该是：1. 82 b0 6a f7 c6 30 60 2e 00 04 be ef be fl 04 02 .j.0'2.000006220a204970697856555a546b33.ipixvuztk3368696e32776b5f7265717247336c7979hin2wk_reqrg31yy4547268734363trhsccb).一个从服务器发给客户端的小帧.1.822961270104beefbefl0502000006ib )a'20a08553b02193935e244120f21ecbc47/ u;95d！g3.02f3ec70ed5b7b07c7f4d0 更简单了，还是82,最后一帧，二进制帧，29, 0010 1001,无掩码，也就是身后全长为 0x29.c) .未使用掩码的中帧.81 7e 01 00 66 77 88, r帧长为 0x0100,也就是 256 个字节.d) .未使用掩码的大帧.82 7f 00 00 00 00 11 22 33 44 66 77