WebSocket：5 分钟从入门到精通

在过去，Web 应用程序只能通过HTTP轮询或长轮询与服务器通信。这两种方法都有明显的缺点，例如效率低下和延迟高。WebSocket的出现彻底改变了这一局面，它为浏览器提供了实时双向通信的能力。

在本文中，我们将深入探讨WebSocket，从建立连接到交换数据，再到安全考虑，全面了解这项技术。

要建立WebSocket连接，客户端需要使用WebSocket API。这个API提供了一个WebSocket对象，该对象可以通过握手请求（带有特定标头）与服务器通信。服务器使用升级响应进行响应，建立WebSocket连接。

WebSocket使用数据帧在客户端和服务器之间交换数据。数据帧是二进制格式的，由一个头和一个可选的有效载荷组成。头包含有关数据帧类型、长度和其他信息的元数据。有效载荷包含实际数据，可以是文本、二进制数据或JSON。

数据帧的格式如下：

0                   1                   2                   3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
|F|R|RSV1|RSV2|RSV3|opcode|mask|       payload length        |
|I|S|     |     |     |     |    |             (7 bits)       |
|N|V|     |     |     |     |    |    (16 bits if payload len==126)|
| | |     |     |     |     |    |   (64 bits if payload len==127)|
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
|   mask-key   |   payload data   |
+-------------+-----------------+

• FIN (Final)： 表示这是消息的最后一个数据帧。
• RSV1-RSV3 (Reserved)： 保留位，当前未用。
• Opcode： 表示数据帧的类型，如文本、二进制或ping。
• Mask： 指示有效载荷是否已屏蔽。
• Payload Length： 表示有效载荷的长度。
• Mask-Key： 如果有效载荷已屏蔽，则包含用于屏蔽有效载荷的掩码密钥。
• Payload Data： 包含实际数据。

WebSocket连接可以使用TLS加密。这对于防止中间人攻击和窃听至关重要。此外，WebSocket协议还内置了防止注入攻击和其他安全漏洞的保护措施。

WebSocket是一种强大的技术，它使浏览器能够与服务器进行实时双向通信。通过了解建立连接、交换数据和安全注意事项，我们可以构建健壮且高效的Web应用程序。