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标题: [RFC 6455] WebSocket Client 模块纯源码实现以及分析 [打印本页]

作者: 镇坛道德标杆 时间: 2017-7-1 21:18
标题: [RFC 6455] WebSocket Client 模块纯源码实现以及分析

[RFC 6455] WebSocket Client 模块纯源码实现以及分析

      WebSocket虽然很常见，但是我很少用到，源自某次群里的讨(吹)论(比)，于是就实现了一下，一直没有整理代码，今天顺便写点分析，更多的也就是试着说一下自己是如何学习一个新接触的东西的。

一、简介
      网上的介绍相当多，我就简单地理解优势，相对于HTTP，服务端可以不需要客户Duan去主动请求就可以[推送]数据。所以在聊天室、客服、推送等场景中的应用特别多。但是归根到底，它和HTTP都是TCP。
      最权威的资料当然是RFC 6455 [The WebSocket Protocol]，里面有各种标准定义，本源码以及分析也都是基于这个RFC：https://tools.ietf.org/html/rfc6455
      这也是我的学习习惯，尽量看原版的权威资料，翻译或者博客经常有很多谬误，容易被误导，反而耽误时间。

二、抓包
      ws:的抓包相当简单，任意一个可以抓取tcp数据的工具都可以，wss:则由于是SSL，都是密文，还是用网卡抓包工具的话分析起来就很麻烦。所以我是利用Chrome浏览器的开发者工具抓包。当然只是Opcode为Text的情况才可以利用这个来分析Frame信息，但是握手数据却是可以很简单看到的，二进制数据我没有做过，那大概就需要分析客户Duan代码(javascript)了。

三、握手
      RFC6455 4.1 Client Requirements ：https://tools.ietf.org/html/rfc6455#section-4.1
      请求：
      下面就是一个普通的握手请求，标注星号的不是必须。
               GET / HTTP/1.1
               Accept-Language: zh-CN
               Host: 121.40.165.18:8088//不是默认端口则跟上端口
               Sec-WebSocket-Version: 13
               Upgrade: websocket
               Sec-WebSocket-Key: 2mzaxLsKR++Hp0c5q2ufwg==//随机16byte的base64编码
               Connection: Upgrade
            *User-Agent:  Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/58.0.3029.96 Safari/537.36
            *Origin: http://121.40.165.18
            *Sec-WebSocket-Protocol:
            *Sec-WebSocket-Extensions:
            *Cookie:
            *Authorization:

      响应：
      下面就是一个普通的握手响应。
            HTTP/1.1 101 Switching Protocols
            Upgrade: websocket
            Connection: Upgrade
            Sec-WebSocket-Accept: Gk9vEODnOs/Kmjxy9leCLqw+9f8=

            并不是每个ws的握手的响应的状态码都是101，如果不是101，则根据RFC rfc2616  https://tools.ietf.org/html/rfc2616 来进行处理。如果状态码是401，则可能需要执行身份验证。

            Sec-WebSocket-Accept 应当为Sec-WebSocket-Key + “258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B1” 的SHA1值的base64

四丶数据包
      Base Framing Protocol：https://tools.ietf.org/html/rfc6455#section-5.2

      数据包构造和解析应该是WebSocket学习中最重要的部分了，其实也就是看一看RFC就出来了。
      下面我配合着RFC挨个解释下，也方便英文不太好的朋友：
            1 byte(字节) = 8 bit(位)  这种基础知识就不说了

            Fin：1 bit
                     标识着这个 Frame 是不是一个消息中的最后一条
                     有的消息可能被拆成了若干个Frame
            RSV1, RSV2, RSV3：每个都是 1 bit
                     就是 Reserved(保留)的意思，在一些扩展协yi以外一般赋0。
            Opcode：4 bits
                     操作码，标识着 Payload Data 的类型：
                              OPCODE_CONTINUATION0继续
                              OPCODE_TEXT1文本
                              OPCODE_BINARY2二进制
                              OPCODE_CLOSE8关闭
                              OPCODE_PING9ping
                              OPCODE_PONG10pong
                     以及一堆保留的操作码
            Mask：1 bit
                     标识着是否需要进行掩码计算
            Payload length：7 或者 7+16 或者 7+64 bits
                     这儿是 Payload Data 的长度，要注意，这个长度不一样，占用的位数也不一样。
                     其实这个Frame的设计相当令人佩服，尽可能地减少空间，这才是网络传输中睿智的选择。
                     假设 DataLen 是 Payload Data 的长度，那么：
                              当 DataLen ≤ 125 的时候
                                    Payload length 占用的位数为 7 bits，直接表示了 DataLen 。
                     对位运算不熟悉的朋友可以下载源码看 EncryptData 和 DecryptData 部分的写法。
                              当 126 ≤ DataLen ≤ 65535 的时候
                                    Payload length 占用的位数为 7+16 bits，
                                    前 7 bits 置为126，紧跟的 16 bits (相当于易的短整数型，但是是无符号的。)来表示 DataLen
                              当 DataLen ＞ 65535 的时候
                                    Payload length 占用的位数为 7+64 bits，
                                    前 7 bits 置为127，紧跟的 64 bits (相当于易的长整数型，但是是无符号的。)来表示 DataLen
            Masking-key：0 bit 或者 4 bytes
                     这儿是掩码计算的Key。
                     如果 Mask 位为0 这儿就不需要为 0 bit。否则则需要随机一个4字节的key。
                     严格按照规范的话，普通的随机数生成的key不合格，需要足够安全的随机数。
            Payload data：x+y  bytes
                     扩展：x bytes
                              在没有协商扩展的情况下，为0
                     应用：y bytes
                              例程中发送或者读取的也就是这儿的数据。

四丶Masked 掩码计算
      就是简单的异或，将那 4 bytes 的 Masking-key 每 byte 地和 Payload Data 进行异或运算。

五、异步
      异步当然是最适合WebSocket的写法，这个实现里为了符合自己的习惯，没有用异步。

六、wss
      wss和ws没有很大区别，但是需要SSL。
      由于个人洁癖不喜欢用第三方库，所以此处用到心冷丶鱼儿开源的用CryptoAPI实现的SSL。
      而且发给我一些SSL的资料，受益很多，此处感谢。

七、关于模块
      找来了一些在线聊天室的ws和wss进行了实现，写在了demo里。
      更多的兼容没有去做，但是我相信所有的疑问都可以在这个RFC6455中找到答案。
      调用方法也相当简单，
            Init → 传入URL
            HandShake → 握手
            Send → 发送
            Recv → 接收
            SetHeader → 设置协yi头

源码、资料以及本篇的doc下载：

补充内容 (2017-12-12 23:53):

这只是个简单的实现，写这个是为了学习！！！
主要是给小白演示一下如何实现一个规范！！！
请各位不要用到实际项目中！！！

作者: 代码之殇 时间: 2017-7-1 21:21
谢谢分享。

作者: lzq91514 时间: 2017-7-1 21:21
看大佬装逼

作者: 张大仙 时间: 2017-7-1 21:22
好像很强大

作者: 暗鹰 时间: 2017-7-1 21:32
支持一下。。。。。

作者: yang1996 时间: 2017-7-1 21:37
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 张传铭 时间: 2017-7-1 21:37
看看牛牛牛牛牛牛

作者: Hoibben 时间: 2017-7-1 21:37
载入失败的程序不能被编译!
每次看到用高版本的就想@#%$^%&……

作者: 阿杰大大 时间: 2017-7-1 21:39
看看，谢谢粉墙

作者: 晴雯晴雯 时间: 2017-7-1 21:40
下载看看

作者: 雪山凌狐 时间: 2017-7-1 21:41
来看一下，学习学习~

作者: Hoibben 时间: 2017-7-1 21:42
WinSockSSL中有几个位置低版本是<!!!> 你懂得~
应该是指针的那几个命令~

作者: 镇坛道德标杆 时间: 2017-7-1 21:45

Hoibben 发表于 2017-7-1 21:42
WinSockSSL中有几个位置低版本是你懂得~
应该是指针的那几个命令~

低版本的核心库没有指针到xx吗。。。我只用过5.41

作者: l1294066497 时间: 2017-7-1 21:45
下载看看学习下

作者: Hoibben 时间: 2017-7-1 21:47

junkboy 发表于 2017-7-1 21:45
低版本的核心库没有指针到xx吗。。。我只用过5.41

是的啊大部分人还是用5.11的(PJ) 平时都是另写命令处理的~

作者: kentfung 时间: 2017-7-1 21:50
最近在研究聊天室，要看看

作者: 艾佳游戏 时间: 2017-7-1 21:54
特来看看

作者: 兔子君 时间: 2017-7-1 21:56

雪山凌狐发表于 2017-7-1 21:41
来看一下，学习学习~

客服或者本版版主发现优秀帖可以直接加精无需申请。
对于没有申请的，客服或本版版主不定期巡查，发现优秀的也是直接加精无需申请。

作者: natianlianji09 时间: 2017-7-1 21:59
厉害了，感谢分享！！！

作者: 罗斌 时间: 2017-7-1 21:59
大神收下我的膝盖

作者: 汉族 时间: 2017-7-1 22:00
有时间看，我这人看资料就犯晕

作者: jiayua2014 时间: 2017-7-1 22:02
支持啊，謝謝~~~~

作者: hui135135 时间: 2017-7-1 22:07
谢谢分享下载学习

作者: 雪山凌狐 时间: 2017-7-1 22:15

兔子君发表于 2017-7-1 21:56
客服或者本版版主发现优秀帖可以直接加精无需申请。
对于没有申请的，客服或本版版主不定期巡查，发现优 ...

好的，知道了

作者: jksuan 时间: 2017-7-1 22:20
厉害了，感谢分享！！！

作者: 剑齿虎233 时间: 2017-7-1 22:25
以后折腾WebSocket说不定有用. 收藏一个. 感谢楼主无私奉献

作者: ╰☆じò羽噯 时间: 2017-7-1 22:28
膜拜大神，代码收下咯

作者: o暴走的橘子o 时间: 2017-7-1 22:30
摸BB，撅PY

作者: 艾瑞莉娅 时间: 2017-7-1 22:31
感谢楼主分享

作者: lygua 时间: 2017-7-1 22:38
感谢楼主分享

作者: 筱洛洛 时间: 2017-7-1 22:45
6666666666

作者: 芝麻定制 时间: 2017-7-1 22:46
感谢分享~~~~~~~

作者: wmv520 时间: 2017-7-1 22:47
支持开源~！感谢分享

作者: 苏汐诺 时间: 2017-7-1 22:48
学习一下看看

作者: 波哥野结衣 时间: 2017-7-1 22:48
赞一个思密达

作者: 揰掵佲 时间: 2017-7-1 22:50
看看，正需要呢

作者: liuxin5163 时间: 2017-7-1 22:51

支持开源~！感谢分享

作者: 11053 时间: 2017-7-1 22:54
感谢分享，正需要

作者: woaiyiyuyan2016 时间: 2017-7-1 23:02
感谢分享，正需要

作者: ノ朽默℡ 时间: 2017-7-1 23:39
顶楼主啦..希望楼主多发精品好帖啦.....

作者: AdGame 时间: 2017-7-1 23:47
支持开源~！感谢分享

作者: 墮落de靈魂 时间: 2017-7-1 23:55

好东西拿走了

作者: 小渣渣哦 时间: 2017-7-1 23:56
正需要呢111

作者: 282134 时间: 2017-7-1 23:59
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 张先生1993 时间: 2017-7-2 00:01

作者: 无夜 时间: 2017-7-2 00:37
啪啪啪啪。。给力呢

作者: 空之影 时间: 2017-7-2 00:39

下载看看，谢谢分享。

作者: F17各种绝 时间: 2017-7-2 01:02
厉害了，感谢开源！

作者: 兮若残伤 时间: 2017-7-2 01:13
厉害了我的哥

作者: lovekisser 时间: 2017-7-2 01:57
看看看看看看看看看看看看看看

作者: huaidan2015 时间: 2017-7-2 02:27
很好很强悍，坚持下去哦~

作者: 依旧破晓 时间: 2017-7-2 02:30
虽然不懂感谢分享！！！膜拜

作者: 乱世小熊 时间: 2017-7-2 03:38
666666666666

作者: huhua 时间: 2017-7-2 03:43
学习了，谢谢分享

作者: xslyhk 时间: 2017-7-2 04:53
谢谢分享哦

作者: 内个打杂滴 时间: 2017-7-2 08:29
回复个看一下。。

作者: 网络注册会员 时间: 2017-7-2 08:48
要定要顶一下

作者: 天佑战士 时间: 2017-7-2 09:09
学习一下看看

作者: 月夜·猫妖 时间: 2017-7-2 09:35
下载来看看先

作者: 兰斯洛 时间: 2017-7-2 10:50
[RFC 6455] WebSocket Client 模块纯源码实现以及分析

作者: 落款hMZ 时间: 2017-7-2 11:28
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: zenghuan 时间: 2017-7-2 11:42
这个高级。我喜欢

作者: 初相见 时间: 2017-7-2 12:31

学习一下看看

作者: 孤影随风 时间: 2017-7-2 12:38
学习一下看看

作者: y2j423633 时间: 2017-7-2 12:43
源码、资料以及本篇的doc下载

作者: jjsir 时间: 2017-7-2 12:46
模块纯源码实现以及分析

作者: wkf 时间: 2017-7-2 14:01
回复看看

作者: caoljie 时间: 2017-7-2 14:13
我觉得适合进阶，新手太繁琐

作者: woxl 时间: 2017-7-2 15:02
学习一下高科技

作者: ANJIANTEST 时间: 2017-7-2 15:21
又一个轮子,感谢开源

作者: 已注销300776 时间: 2017-7-2 15:24
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 易团凯 时间: 2017-7-2 15:52
好东西！感谢楼主分享

作者: Sylas 时间: 2017-7-2 16:39
这个看起来不错，浏览器内置抓包

作者: 易之痕 时间: 2017-7-2 16:49
还没弄明白，下来以后蟃慢消化

作者: y252999822 时间: 2017-7-2 17:07
学习下！！！！！！！！！！！

作者: z6302203 时间: 2017-7-2 17:17
感谢分享，学习了

作者: lianzuo123 时间: 2017-7-2 17:41
支持！

作者: 啊平 时间: 2017-7-2 17:56
没啥说的先顶在下!!!!!!!!!!

作者: 呵呵仙 时间: 2017-7-2 17:59
回复学习高科技产品

作者: 易脩 时间: 2017-7-2 17:59
不错啊。学习一下哈

作者: 529512527 时间: 2017-7-2 18:20
支持一下谢谢

作者: 拉面 时间: 2017-7-2 19:13
收藏起来晚点消化下

作者: 登峰望岳 时间: 2017-7-2 19:32
支持开源~！感谢分享

作者: NPX008DX 时间: 2017-7-2 19:47
收藏学习了

作者: 風情揚 时间: 2017-7-2 19:53
......我前段时间才在弄这个

作者: kike 时间: 2017-7-2 20:48
支持一个，就是不会用

作者: 小爱下 时间: 2017-7-2 20:58
很好很强悍，坚持下去哦~

作者: 自强不息 时间: 2017-7-2 21:35
很不错的源码，强烈支持，楼主辛苦了

作者: jfjdjd 时间: 2017-7-2 21:52
谢谢分享。

作者: 情雅 时间: 2017-7-2 22:20
好东西,谢谢分享

作者: tiantangmuxin 时间: 2017-7-2 23:21
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 流云思水 时间: 2017-7-3 00:00
收藏一个ws

作者: AndroidK 时间: 2017-7-3 00:33
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: heiyi 时间: 2017-7-3 01:27
感谢分享，很给力！

作者: fengyishen 时间: 2017-7-3 01:37
下载看看学习下。

作者: 漂流瓶 时间: 2017-7-3 02:45
很不错的教程

作者: lynnice123 时间: 2017-7-3 07:41
我看看！谢谢分享。

作者: LXP 时间: 2017-7-3 08:37
感谢分享，很给力！~

作者: 执着 时间: 2017-7-3 08:45
支持一个！不粗！非常的不错！

作者: zhougan 时间: 2017-7-3 10:58
好好好，正需要啊

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