WebSocket 详细介绍

WebSocket 是一种网络通信协议，它提供了一个全双工通信渠道，通过一个长期的连接允许服务器主动向客户端发送数据。WebSocket 协议在 2008 年诞生，2011 年成为国际标准，并且所有现代浏览器都支持它。

特点

WebSocket 的一些关键特点包括：

建立在 TCP 协议之上，只在握手阶段使用 HTTP 协议。可以发送文本或二进制数据。没有同源限制，客户端可以与任意服务器通信。协议标识符是ws（非加密）或wss（加密）。

这里我们在实际去看浏览器的时候，会发现有一个 101 的网络请求，这个请求的含义就是：Switching Protocols 切换协议，详细解释如下：

HTTP状态码101，也称为101 Switching Protocols，用于表示服务器已经理解了客户端的请求，并将通过Upgrade消息头通知客户端采用不同的协议来完成这个请求。这个状态码通常用于WebSocket协议的升级

使用场景

WebSocket 常用于需要实时数据交云的应用场景，如在线游戏、实时聊天应用、股票行情更新、协作工具等。

我们开发实际遇到的一个场景是实现一个 web shell 交互，这个需要 xtermjs + websocket 来实现。

那么下面我们来介绍一下 Websocket 的常见用法：

客户端示例

在客户端，WebSocket 的使用非常直接。以下是 JavaScript 中创建 WebSocket 连接的示例：

javascript
var ws = new WebSocket("wss://echo.websocket.org");
ws.onopen = function(evt) {
  console.log("Connection open ...");
  ws.send("Hello WebSockets!");
};
ws.onmessage = function(evt) {
  console.log("Received Message: " + evt.data);
  ws.close();
};
ws.onclose = function(evt) {
  console.log("Connection closed.");
};

WebSocket 鉴权机制

WebSocket 鉴权确保只有合法的用户或服务可以进行通信。所以我们不可避免的需要了解鉴权相关的知识，我在后面写了两个示例，主要的内容都在注释里：

客户端代码（JavaScript）

// 创建WebSocket连接
const socket = new WebSocket('ws://localhost:3000', {
  headers: {
  // 这里得看后端如何处理的，是自定义了一个协议
  // 还是直接使用这样的鉴权机制
    'Authorization': 'expected-token'  // 将Token放在请求头中
  }
});
// 连接打开时触发
socket.onopen = function(event) {
  console.log('WebSocket connection established.');
  // 可以发送消息给服务器
  socket.send('Hello, server!');
};
// 接收到消息时触发
socket.onmessage = function(event) {
  console.log('Message from server:', event.data);
};
// 连接关闭时触发
socket.onclose = function(event) {
  console.log('WebSocket connection closed.');
};
// 错误处理
socket.onerror = function(error) {
  console.log('WebSocket error:', error);
};

服务器端代码（Node.js）

const WebSocket = require('ws');
const crypto = require('crypto');
// 假设我们有一个函数来验证Token
function isValidToken(token) {
  // 这里应该是一些检查Token的逻辑，比如查询数据库
  // 以下只是一个简单的示例，实际应用中应该使用更安全的验证方式
  return token === 'expected-token';
}
// 创建WebSocket服务器
const wss = new WebSocket.Server({ port: 3000 });
wss.on('connection', (ws, req) => {
  // 从请求头中获取Token
  const token = req.headers['authorization'];
  // 检查Token是否存在
  if (!token) {
    console.log('No token provided.');
    ws.close();
    return;
  }
  // 验证Token
  if (isValidToken(token)) {
    console.log('Token is valid.');
    // 鉴权通过，进行后续操作
    ws.on('message', (message) => {
      console.log('Received message:', message);
      // 可以回复客户端消息
      ws.send('Hello, you are connected!');
    });
  } else {
    console.log('Invalid token.');
    // 鉴权失败，关闭连接
    ws.close();
  }
});