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python之WebSocket协议<浏览器错误代码101 upgrade websocket>

python之WebSocket协议

一、WebSocket理论部分

1、websocket是什么

Websocket是html5提出的一个协议规范,参考rfc6455。

websocket约定了一个通信的规范,通过一个握手的机制,客户端(浏览器)和服务器(webserver)之间能建立一个类似tcp的连接,从而方便c-s之间的通信。在websocket出现之前,web交互一般是基于http协议的短连接或者长连接。

WebSocket是为解决客户端与服务端实时通信而产生的技术。websocket协议本质上是一个基于tcp的协议,是先通过HTTP/HTTPS协议发起一条特殊的http请求进行握手后创建一个用于交换数据的TCP连接,此后服务端与客户端通过此TCP连接进行实时通信。

注意:此时不再需要原HTTP协议的参与了。

2、websocket的优点

以前web server实现推送技术或者即时通讯,用的都是轮询(polling),在特点的时间间隔(比如1秒钟)由浏览器自动发出请求,将服务器的消息主动的拉回来,在这种情况下,我们需要不断的向服务器发送请求,然而HTTP request 的header是非常长的,里面包含的数据可能只是一个很小的值,这样会占用很多的带宽和服务器资源。

而最比较新的技术去做轮询的效果是Comet – 用了AJAX。但这种技术虽然可达到全双工通信,但依然需要发出请求(reuqest)。

WebSocket API最伟大之处在于服务器和客户端可以在给定的时间范围内的任意时刻,相互推送信息。 浏览器和服务器只需要要做一个握手的动作,在建立连接之后,服务器可以主动传送数据给客户端,客户端也可以随时向服务器发送数据。 此外,服务器与客户端之间交换的标头信息很小。

WebSocket并不限于以Ajax(或XHR)方式通信,因为Ajax技术需要客户端发起请求,而WebSocket服务器和客户端可以彼此相互推送信息;

因此从服务器角度来说,websocket有以下好处:

节省每次请求的headerhttp的header一般有几十字节Server Push服务器可以主动传送数据给客户端

3、websocket的协议规范

1.基于flash的握手协议

使用场景是IE的多数版本,因为IE的多数版本不都不支持WebSocket协议,以及FF、CHROME等浏览器的低版本,还没有原生的支持WebSocket。此处,server唯一要做的,就是准备一个WebSocket-Location域给client,没有加密,可靠性很差。

2.基于md5加密方式的握手协议

其中 Sec-WebSocket-Key1,Sec-WebSocket-Key2 和 [8-byte security key] 这几个头信息是web server用来生成应答信息的来源,依据 draft-hixie-thewebsocketprotocol-76 草案的定义。web server基于以下的算法来产生正确的应答信息:

1. 逐个字符读取 Sec-WebSocket-Key1 头信息中的值,将数值型字符连接到一起放到一个临时字符串里,同时统计所有空格的数量;2. 将在第(1)步里生成的数字字符串转换成一个整型数字,然后除以第(1)步里统计出来的空格数量,将得到的浮点数转换成整数型;3. 将第(2)步里生成的整型值转换为符合网络传输的网络字节数组;4. 对 Sec-WebSocket-Key2 头信息同样进行第(1)到第(3)步的操作,得到另外一个网络字节数组;5. 将 [8-byte security key] 和在第(3)、(4)步里生成的网络字节数组合并成一个16字节的数组;6. 对第(5)步生成的字节数组使用MD5算法生成一个哈希值,这个哈希值就作为安全密钥返回给客户端,以表明服务器端获取了客户端的请求,同意创建websocket连接

3.基于sha加密方式的握手协议

也是目前见的最多的一种方式,这里的版本号目前是需要13以上的版本。

客户端请求:

GET /ls HTTP/1.1Upgrade: websocketConnection: UpgradeHost: www.qixing318.comSec-WebSocket-Origin: http://www.qixing318.comSec-WebSocket-Key: 2SCVXUeP9cTjV+0mWB8J6A==Sec-WebSocket-Version: 13

服务器返回:

HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: mLDKNeBNWz6T9SxU+o0Fy/HgeSw=

其中 server就是把客户端上报的key拼上一段GUID( “258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11″),拿这个字符串做SHA-1 hash计算,然后再把得到的结果通过base64加密,最后再返回给客户端。

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