节省服务器资源、实现双向数据传输——深度解析WebSocket协议

2023-11-07 13:52
文章标签 实现 协议 深度 解析 双向 websocket 数据传输 服务器资源 节省

本文主要是介绍节省服务器资源、实现双向数据传输——深度解析WebSocket协议，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

  

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目录

 ⭐  专栏简介

 📘  文章引言

一、WebSocket是什么

二、特点

全双工

二进制帧

协议名

握手

优点

二、应用场景

⭐  写在最后

 ⭐  专栏简介

        欢迎来到前端入门之旅！这个专栏是为那些对Web开发感兴趣、刚刚开始学习前端的读者们打造的。无论你是初学者还是有一些基础的开发者，我们都会在这里为你提供一个系统而又亲切的学习平台。我们以问答形式更新，为大家呈现精选的前端知识点和最佳实践。通过深入浅出的解释概念，并提供实际案例和练习，让你逐步建立起一个扎实的基础。无论是HTML、CSS、JavaScript还是最新的前端框架和工具，我们都将为你提供丰富的内容和实用技巧，帮助你更好地理解并运用前端开发中的各种技术。

        同时，我们也会关注最新的前端趋势和发展动态。随着Web技术的不断演进，前端开发也在不断推陈出新。我们会及时介绍最新的前端框架、工具和技术，使你能够站在前沿，与时俱进。通过掌握最新的前端技术，你将能够在竞争激烈的Web开发领域中有更大的竞争力。

 📘  文章引言

一、WebSocket是什么

WebSocket，是一种网络传输协议，位于OSI模型的应用层。可在单个TCP连接上进行全双工通信，能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通迅

客户端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

从上图可见，websocket服务器与客户端通过握手连接，连接成功后，两者都能主动的向对方发送或接受数据

而在websocket出现之前，开发实时web应用的方式为轮询

不停地向服务器发送 HTTP 请求，问有没有数据，有数据的话服务器就用响应报文回应。如果轮询的频率比较高，那么就可以近似地实现“实时通信”的效果

轮询的缺点也很明显，反复发送无效查询请求耗费了大量的带宽和 CPU 资源

二、特点

全双工

通信允许数据在两个方向上同时传输，它在能力上相当于两个单工通信方式的结合

例如指 A→B 的同时 B→A ，是瞬时同步的

二进制帧

采用了二进制帧结构，语法、语义与 HTTP 完全不兼容，相比http/2，WebSocket 更侧重于“实时通信”，而HTTP/2 更侧重于提高传输效率，所以两者的帧结构也有很大的区别

不像 HTTP/2 那样定义流，也就不存在多路复用、优先级等特性

自身就是全双工，也不需要服务器推送

协议名

引入ws和wss分别代表明文和密文的websocket协议，且默认端口使用80或443，几乎与http一致

ws://www.chrono.com
ws://www.chrono.com:8080/srv
wss://www.chrono.com:445/im?user_id=xxx

握手

WebSocket 也要有一个握手过程，然后才能正式收发数据

客户端发送数据格式如下：

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
  • Connection：必须设置Upgrade，表示客户端希望连接升级
  • Upgrade：必须设置Websocket，表示希望升级到Websocket协议
  • Sec-WebSocket-Key：客户端发送的一个 base64 编码的密文，用于简单的认证秘钥。要求服务端必须返回一个对应加密的“Sec-WebSocket-Accept应答，否则客户端会抛出错误，并关闭连接
  • Sec-WebSocket-Version ：表示支持的Websocket版本

服务端返回的数据格式：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=Sec-WebSocket-Protocol: chat
  • HTTP/1.1 101 Switching Protocols：表示服务端接受 WebSocket 协议的客户端连接
  • Sec-WebSocket-Accep：验证客户端请求报文，同样也是为了防止误连接。具体做法是把请求头里“Sec-WebSocket-Key”的值，加上一个专用的 UUID，再计算摘要

优点

  • 较少的控制开销：数据包头部协议较小，不同于http每次请求需要携带完整的头部
  • 更强的实时性：相对于HTTP请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少
  • 保持创连接状态：创建通信后，可省略状态信息，不同于HTTP每次请求需要携带身份验证
  • 更好的二进制支持：定义了二进制帧，更好处理二进制内容
  • 支持扩展：用户可以扩展websocket协议、实现部分自定义的子协议
  • 更好的压缩效果：Websocket在适当的扩展支持下，可以沿用之前内容的上下文，在传递类似的数据时，可以显著地提高压缩率

二、应用场景

基于websocket的事实通信的特点，其存在的应用场景大概有：

  • 弹幕
  • 媒体聊天
  • 协同编辑
  • 基于位置的应用
  • 体育实况更新
  • 股票基金报价实时更新

 

⭐  写在最后

请大家不吝赐教,在下方评论或者私信我,十分感谢🙏🙏🙏.

✅ 认为我某个部分的设计过于繁琐,有更加简单或者更高逼格的封装方式

✅ 认为我部分代码过于老旧,可以提供新的API或最新语法

✅ 对于文章中部分内容不理解

✅ 解答我文章中一些疑问

✅ 认为某些交互,功能需要优化,发现BUG

✅ 想要添加新功能,对于整体的设计,外观有更好的建议

最后感谢各位的耐心观看，既然都到这了，点个 👍赞再走吧！

这篇关于节省服务器资源、实现双向数据传输——深度解析WebSocket协议的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/364066。

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