WebSocket

WebSocket是ぜ一いち种网络传输协议，可か在ざい单个TCP连接上じょう进行全ぜん双そう工こう通信つうしん，位い于OSI模型もけい的てき应用层。WebSocket协议在ざい2011年ねん由ゆかりIETF标准化か为RFC 6455，后きさき由ゆかりRFC 7936补充规范。Web IDL中なか的てきWebSocket API由ゆかりW3C标准化か。

WebSocket使し得とく客きゃく户端和服わふく务器之の间的数すう据すえ交换变得更さら加か简单，允まこと许服务端主ぬし动向客きゃく户端推送数すう据すえ。在ざいWebSocket API中ちゅう，浏览器き和服わふく务器只ただ需要じゅよう完成かんせい一いち次じ握手あくしゅ，两者之の间就可か以建立こんりゅう持久じきゅう性せい的てき连接，并进行ぎょう双そう向むこう数すう据すえ传输。

简介

WebSocket是ぜ一いち种与HTTP不同ふどう的てき协议。两者都と位い于OSI模型もけい的てき应用层，并且都と依よ赖于传输层的てきTCP协议。 虽然它们不同ふどう，但ただし是ぜRFC 6455中ちゅう规定：it is designed to work over HTTP ports 80 and 443 as well as to support HTTP proxies and intermediaries（WebSocket通どおり过HTTP端はし口こう80和わ443进行工作こうさく，并支持しじHTTP代理だいり和わ中ちゅう介かい），从而使し其与HTTP协议兼けん容よう。 为了实现兼けん容よう性せい，WebSocket握手あくしゅ使用しようHTTP Upgrade头从HTTP协议更改こうかい为WebSocket协议。

WebSocket协议支持しじWeb浏览器き（或ある其他客きゃく户端应用程ほど序じょ）与あずかWeb服ふく务器之これ间的交互こうご，具有ぐゆう较低的てき开销，便びん于实现客户端与あずか服ふく务器的てき实时数すう据すえ传输。 服ふく务器可か以通过标准じゅん化か的てき方式ほうしき来らい实现，而无需客户端首くび先さき请求内容ないよう，并允许消息いき在ざい保持ほじ连接打だ开的同どう时来回かい传递。通つう过这种方式しき，可か以在客きゃく户端和服わふく务器之の间进行ぎょう双そう向こう持じ续对话。 通信つうしん通どおり过TCP端はし口こう80或ある443完成かんせい，这在防火ぼうか墙阻止そし非ひWeb网络连接的てき环境下か是ぜ有益ゆうえき的てき。另外，Comet之これ类的技わざ术以非ひ标准化か的てき方式ほうしき实现了りょう类似的てき双そう向こう通信つうしん。

大だい多数たすう浏览器き都と支持しじ该协议，包括ほうかつGoogle Chrome、Firefox、Safari、Microsoft Edge、Internet Explorer和わOpera。

与あずかHTTP不同ふどう，WebSocket提供ていきょう全ぜん双そう工こう通信つうしん。此外，WebSocket还可以在TCP之の上うえ实现消息しょうそく流りゅう。TCP单独处理字じ节流，没ぼつ有ゆう固有こゆう的てき消息しょうそく概念がいねん。 在ざいWebSocket之の前まえ，使用しようComet可か以实现全双そう工こう通信つうしん。但ただし是ぜComet存在そんざいTCP握手あくしゅ和わHTTP头的开销，因いん此对于小消息しょうそく来らい说效率りつ很低。WebSocket协议旨むね在ざい解かい决这些问题。

WebSocket协议规范将しょうws（WebSocket）和わwss（WebSocket Secure）定てい义为两个新しん的てき统一资源标识符（URI）方案ほうあん，分ふん别对应明文和ふみかず加か密みつ连接。除じょ了りょう方案ほうあん名称めいしょう和わ片へん段だんID（不ふ支持しじ#）之これ外がい，其余的てきURI组件都と被ひ定てい义为此URI的てき通用つうよう语法。

使用しよう浏览器き开发人じん员工具ぐ，开发人じん员可以检查WebSocket握手あくしゅ以及WebSocket框かまち架か。

历史

WebSocket最初さいしょ在ざいHTML5规范中ちゅう被ひ引用いんよう为TCPConnection，作さく为基于TCP的てき套接字じAPI的てき占うらない位い符ふ。2008年ねん6月がつ，Michael Carter进行了りょう一いち系列けいれつ讨论，最さい终形成けいせい了りょう称しょう为WebSocket的てき协议。

“WebSocket”这个名字みょうじ是ぜIan Hickson和わMichael Carter之の后きさき在ざい #whatwg IRC聊天室しつ创造的てき，随ずい后きさき由よしIan Hickson撰せん写うつし并列入にゅうHTML5规范，并在Michael Carter的てきCometdaily博はく客きゃく上じょう宣布せんぷ。 2009年ねん12月，Google Chrome 4是ぜ第だい一个提供标准支持的浏览器，默だま认情况下启用了りょうWebSocket。WebSocket协议的てき开发随ずい后きさき于2010年ねん2月がつ从W3C和わWHATWG小しょう组转移うつり到いたIETF，并在Ian Hickson的てき指ゆび导下进行了りょう两次修おさむ订。

该协议被多た个浏览器默だま认支持しじ并启用よう后きさき，RFC于2011年ねん12月在ざいIan Fette下か完成かんせい。

背景はいけい

早期そうき，很多网站为了实现推送技わざ术，所用しょよう的てき技わざ术都是ぜ轮询。轮询是ぜ指ゆび由よし浏览器き每ごと隔へだた一段いちだん时间（如每秒びょう）向こう服ふく务器发出HTTP请求，然しか后きさき服ふく务器返かえし回かい最新さいしん的てき数すう据すえ给客户端。这种传统的てき模も式しき带来很明显的缺点けってん，即そく浏览器き需要じゅよう不断ふだん的てき向こう服ふく务器发出请求，然しか而HTTP请求与あずか回かい复可能会のうかい包含ほうがん较长的てき头部，其中真正しんせい有效ゆうこう的てき数すう据すえ可能かのう只ただ是ぜ很小的てき一いち部分ぶぶん，所以ゆえん这样会かい消耗しょうもう很多带宽资源。

比ひ较新的てき轮询技わざ术是Comet。这种技わざ术虽然しか可か以实现双向こう通信つうしん，但ただし仍然需要じゅよう反はん复发出で请求。而且在ざいComet中ちゅう普遍ふへん采さい用よう的てきHTTP长连接せっ也会消耗しょうもう服ふく务器资源。

在ざい这种情じょう况下，HTML5定てい义了WebSocket协议，能のう更さら好このみ的てき节省服ふく务器资源和わ带宽，并且能のう够更实时地ち进行通どおり讯。

Websocket使用しようws或あるwss的てき统一资源标志符（URI）。其中wss表示ひょうじ使用しよう了りょうTLS的てきWebsocket。如：

ws://example.com/wsapi
wss://secure.example.com/wsapi

Websocket与あずかHTTP和わHTTPS使用しよう相しょう同どう的てきTCP端はし口こう，可か以绕过大多数たすう防火ぼうか墙的まと限げん制せい。默だま认情况下，Websocket协议使用しよう80端はし口こう；运行在ざいTLS之の上うえ时，默だま认使用しよう443端はし口こう。

优点

• 较少的てき控ひかえ制せい开销。在ざい连接建立こんりゅう后きさき，服ふく务器和わ客きゃく户端之の间交换数据すえ时，用よう于协议控制せい的てき数すう据すえ包つつみ头部相しょう对较小しょう。在ざい不ふ包含ほうがん扩展的てき情じょう况下，对于服ふく务器到いた客きゃく户端的てき内容ないよう，此头部ぶ大小だいしょう只ただ有ゆう2至いたり10字じ节（和わ数すう据すえ包つつみ长度有ゆう关）；对于客きゃく户端到いた服ふく务器的てき内容ないよう，此头部ぶ还需要よう加か上じょう额外的てき4字じ节的掩码。相あい对于HTTP请求每次まいじ都と要よう携带完かん整せい的てき头部，此项开销显著减少了りょう。

• 更さら强的ごうてき实时性せい。由よし于协议是全ぜん双そう工こう的てき，所以ゆえん服ふく务器可か以随时主动给客きゃく户端下か发数据すえ。相あい对于HTTP请求需要じゅよう等とう待まち客きゃく户端发起请求服ふく务端才能さいのう响应，延のべ迟明显更少しょう；即そく使し是ぜ和わComet等とう类似的てき长轮询比ひ较，其也能のう在ざい短たん时间内ない更さら多た次つぎ地ち传递数すう据すえ。

• 保持ほじ连接状じょう态。与あずかHTTP不同ふどう的てき是ぜ，Websocket需要じゅよう先さき建立こんりゅう连接，这就使し得とく其成为一种有状态的协议，之これ后きさき通信つうしん时可以省略しょうりゃく部分ぶぶん状じょう态信息いき。而HTTP请求可能かのう需要じゅよう在ざい每まい个请求もとめ都と携带状じょう态信息いき（如身份认证等）。

• 更さら好このみ的てき二に进制支持しじ。Websocket定てい义了二に进制帧，相そう对HTTP，可か以更轻松地ち处理二に进制内容ないよう。

• 可か以支持しじ扩展。Websocket定てい义了扩展，用よう户可以扩展てん协议、实现部分ぶぶん自じ定てい义的子こ协议。如部分ぶぶん浏览器き支持しじ压缩等ひとし。

• 更さら好このみ的てき压缩效果こうか。相あい对于HTTP压缩，Websocket在ざい适当的てき扩展支持しじ下か，可か以沿用よう之の前ぜん内容ないよう的てき上下じょうげ文ぶん，在ざい传递类似的てき数すう据すえ时，可か以显著ちょ地ち提ひさげ高だか压缩率りつ。

握手あくしゅ协议

WebSocket 是ぜ独立どくりつ的てき、建立こんりゅう在ざいTCP上じょう的てき协议。

Websocket 通どおり过 HTTP/1.1 协议的てき101状じょう态码进行握手あくしゅ。

为了建立こんりゅうWebsocket连接，需要じゅよう通どおり过浏览器发出请求，之これ后きさき服ふく务器进行回かい应，这个过程通常つうじょう称しょう为“握手あくしゅ”（Handshaking）。

例れい子こ

一いち个典型がた的てきWebsocket握手あくしゅ请求如下：

客きゃく户端请求：

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

服ふく务器回かい应：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=
Sec-WebSocket-Protocol: chat

字じ段だん说明

• Connection必须设置Upgrade，表示ひょうじ客きゃく户端希望きぼう连接升ます级。
• Upgrade字じ段だん必须设置Websocket，表示ひょうじ希望きぼう升ます级到Websocket协议。
• Sec-WebSocket-Key是ぜ随ずい机つくえ的てき字じ符ふ串くし，服ふく务器端はし会かい用よう这些数すう据すえ来らい构造出で一いち个SHA-1的てき信しん息いき摘要てきよう。把わ“Sec-WebSocket-Key”加か上じょう一个特殊字符串“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”，然しか后きさき计算SHA-1摘要てきよう，之これ后きさき进行Base64编码，将はた结果做为“Sec-WebSocket-Accept”头的值，返かえし回かい给客户端。如此操作そうさ，可か以尽量りょう避免普通ふつうHTTP请求被ひ误认为Websocket协议。
• Sec-WebSocket-Version 表示ひょうじ支持しじ的てきWebsocket版本はんぽん。RFC6455要求ようきゅう使用しよう的てき版本はんぽん是ぜ13，之の前ぜん草案そうあん的てき版本はんぽん均ひとし应当弃用。
• Origin字じ段だん是ぜ必须的てき。如果缺かけ少しょうorigin字じ段だん，WebSocket服ふく务器需要じゅよう回かい复HTTP 403 状じょう态码（禁止きんし访问）。
• 其他一いち些定义在HTTP协议中ちゅう的てき字じ段だん，如Cookie等ひとし，也可以在Websocket中ちゅう使用しよう。

浏览器き支持しじ

WebSocket协议的てき安全あんぜん版本はんぽん在ざいFirefox 6、Safari 6、Google Chrome 14、Opera 12.10和わInternet Explorer 10中ちゅう实现。详细的てき协议测试套件报告列れつ出で了りょう这些浏览器き与あずか特定とくてい协议方面ほうめん的てき一致いっち性せい。

Opera 11和わSafari 5中ちゅう实现了りょう较旧的てき，不ふ太ふと安全あんぜん的てき协议版本はんぽん，以及iOS 4.2中ちゅう的てきSafari移うつり动版本はんぽん。OS7中ちゅう的てきBlackBerry Browser实现了りょうWebSockets。由よし于存在そんざい漏も洞ほら，它在Firefox 4和わ5以及Opera 11中ちゅう被ひ禁きん用よう。

所有しょゆう最新さいしん的てき浏览器き支持しじ最新さいしん规范（RFC 6455）的てきWebSocket协议。一个详细的测试报告列れつ出で了りょう这些浏览器き支持しじ的てきWebsocket版本はんぽん。

浏览器き支持しじ现状

协议	发布日び期き	IE	Firefox（个人电脑）	Firefox (Android)	Chrome（个人电脑，手て机つくえ）	Safari（Mac, iOS）	Opera（个人电脑，手て机つくえ）	Android浏览器き
hixie-75 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）	2010年ねん2月がつ4日にち				4	5.0.0
hixie-76（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆） hybi-00 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）	2010年ねん5月がつ10日とおか， 2010年ねん5月がつ23日にち		4.0（已やめ禁きん用よう）		6	5.0.1	11.00（已やめ禁きん用よう）
7 hybi-07（页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）	2011年ねん4月がつ22日にち		61
8 hybi-10 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）	2011年ねん7月がつ11日にち		71	7	14
13 RFC 6455	2011年ねん12月	10	11	11	16	6	12.10	4.4

¹基もと于Gecko 6–10版本はんぽん的てき浏览器き的てきWebSocket对象为“mozwebsocket”，需要じゅよう添加てんか额外的てき代だい码。

服ふく务器

在ざい服ふく务器方面ほうめん，网上都と有ゆう不同ふどう对websocket支持しじ的てき服ふく务器：

• PHP - https://code.google.com/p/phpwebsocket/ （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• jetty （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）（版本はんぽん7开始支持しじwebsocket）
• netty （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• Ruby - https://github.com/gimite/web-socket-ruby （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• Kaazing
• Tomcat（7.0.27支持しじwebsocket，建けん议用tomcat8，7.0.27中ちゅう的てき接せっ口こう已やめ经过时）
• WebLogic （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）（12.1.2開始かいし支持しじ）
• Node.js - https://github.com/Worlize/WebSocket-Node （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• Node.js - http://socket.io （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• Nginx
• mojolicious （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• Python - https://github.com/abourget/gevent-socketio （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• Django （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• erlang - https://github.com/ninenines/cowboy （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）