详解WebSocket服务器的建立过程 (websocket建立服务器)
WebSocket服务器是一种基于网络套接字的协议，它允许客户端和服务器之间进行双向通信。在Web应用程序中，这种协议可以用于实现实时通信、交互式应用程序、多人游戏等功能。在本文中，我们将详细介绍WebSocket服务器的建立过程，涵盖以下主题：
1.什么是WebSocket服务器？
2.WebSocket服务器的基本原理
3.建立WebSocket服务器的步骤
4.WebSocket服务器的安全性考虑
5.使用WebSocket服务器的示例
一、什么是WebSocket服务器？
WebSocket服务器是一种基于网络套接字的协议，它允许客户端和服务器之间进行双向通信。它是HTML5的一部分，因此，支持WebSocket协议的浏览器可以自动处理协议交换和握手，从而实现真正的实时通信。
WebSocket服务器基于TCP协议，使用长连接来保持客户端和服务器之间的连接。相比于传统的HTTP连接，WebSocket连接具有更低的延迟和更高的带宽利用率。此外，WebSocket还支持跨域请求，可以在不同源之间进行通信。
二、WebSocket服务器的基本原理
在建立WebSocket连接之前，客户端需要向服务器发送一个握手请求，并提供一些额外的信息，如请求WebSocket协议版本、请求的资源等。服务器接受这个握手请求，并向客户端发送一个握手响应，确认连接已经建立。
一旦连接建立，双方就可以发送消息了。WebSocket协议规定了两种消息格式：文本消息和二进制消息。文本消息以Unicode编码表示，而二进制消息可以是任意格式的数据。
WebSocket服务器遵循一些基本的安全规则，以确保连接的安全性。例如，WebSocket服务器要求客户端提供HTTP Cookie或安全令牌以进行身份验证，以确保连接只能由经过验证的用户使用。
三、建立WebSocket服务器的步骤
建立WebSocket服务器通常需要以下步骤：
1.创建网络套接字
WebSocket服务器使用TCP协议，因此需要创建一个TCP套接字。服务器需要绑定一个IP地址和一个端口号，以便客户端连接。
2.监听客户端连接
服务器需要监听传入的连接请求。这可以通过调用套接字上的listen()函数来实现。
3.接受客户端连接
使用accept()函数接受客户端连接，并返回与客户端通信的新套接字。
4.处理WebSocket握手
一旦连接建立，服务器需要处理WebSocket握手以确认连接已经建立。服务器需要验证客户端的请求，并向客户端返回握手响应。
5.处理WebSocket消息
一旦WebSocket连接建立，服务器就可以接受和发送消息了。服务器需要解析客户端发送的消息，并根据消息类型采取相应的操作。
四、WebSocket服务器的安全性考虑
WebSocket服务器需要遵循一些基本的安全规则，以确保连接的安全性。以下是一些具体的措施：
1.使用HTTPS
WebSocket协议可以在HTTP和HTTPS之上运行。使用HTTPS可以通过加密传输来保护数据的机密性。
2.身份验证
WebSocket服务器通常需要对客户端进行身份验证，以确保连接只能由经过验证的用户使用。常见的身份验证方法包括使用HTTP Cookie或安全令牌。
3.输入安全性
WebSocket服务器需要验证客户端发送的所有输入，以确保数据的完整性。服务器应该忽略来自未知来源的数据，并限制数据的大小和格式。
4.过期时间
WebSocket连接应该设置一个过期时间，以确保连接在一段时间后自动关闭。这可以防止无用的连接消耗服务器资源。
五、使用WebSocket服务器的示例
以下是一个简单的WebSocket服务器的示例，使用Node.js编写：
“`javascript
const WebSocketServer = require(‘websocket’).server;
const http = require(‘http’);
// 创建HTTP服务器
const server = http.createServer(function(request, response) {
// 处理响应
});
// 创建WebSocket服务器
const wsServer = new WebSocketServer({
httpServer: server
});
// 监听连接请求
wsServer.on(‘request’, function(request) {
const connection = request.accept(null, request.origin);
console.log(‘连接已建立’);
// 处理消息
connection.on(‘message’, function(message) {
if (message.type === ‘utf8’) {
console.log(‘接收到消息：’ + message.utf8Data);
} else if (message.type === ‘binary’) {
console.log(‘接收到二进制消息：’ + message.binaryData.length + ‘ 字节’);
}
});
// 处理关闭
connection.on(‘close’, function(reasonCode, description) {
console.log(‘连接已关闭’);
});
});
// 启动服务器
server.listen(8080, function() {
console.log(‘服务器已启动，端口号: 8080’);
});
“`
以上代码创建了一个基本的WebSocket服务器，并打印接收到的消息和连接状态。该服务器使用Node.js的websocket模块实现，可以轻松扩展和定制。
相关问题拓展阅读：
如何创建通过 WebSocket 进行通信的 WCF 服务
WebSocket是HTML5开始提供的一种浏览器与服务器间进行全双工通讯的网络技术。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要做一个握手的动作，然后，浏览器和服务器之间就形成了一条快速通道。两者之间就直接可以数据互相传送。
Cocos2d-x引擎集成libwebsockets，并在libwebsockets的客户端API基础上封装了一层易用的接口，使得引擎在C++, , Lua层都能方便的使用WebSocket来进行游戏网络通讯。
引擎支持最新的WebSocket Version 13。
在C++中使用
详细代码可参考引擎目录下的/samples/Cpp/TestCpp/Classes/ExtensionsTest/NetworkTest/WebSocketTest.cpp文件。
头文件中的准备工作
首先需要include WebSocket的头文件。
#include “network/WebSocket.h”
cocos2d::network::WebSocket::Delegate定义了使用WebScocket需要监听的回调通知接口。使用WebSocket的类，需要public继承这个Delegate。
class WebSocketTestLayer : public cocos2d::Layer, public cocos2d::network::WebSocket::Delegate
并Override下面的4个接口：
virtual void onOpen(cocos2d::network::WebSocket* ws);
virtual void onMessage(cocos2d::network::WebSocket* ws, const cocos2d::network::WebSocket::Data& data);
virtual void onClose(cocos2d::network::WebSocket* ws);
virtual void onError(cocos2d::network::WebSocket* ws, const cocos2d::network::WebSocket::ErrorCode& error);
后面我们再详细介绍每个回调接口的含义。
新建WebSocket并初始化
WebSocket.org 提供了一个专门用来测试WebSocket的服务器” 测试代码以链接这个服务器为例，展示如何在Cocos2d-x中使用WebSocket。
新建一个WebSocket：
cocos2d::network::WebSocket* _wsiSendText = new network::WebSocket();
init之一个参数是delegate，设置为this，第二个参数是服务器地址。 URL中的”
_wsiSendText->init(*this, ”
WebSocket消息监听
在调用send发送消息之前，先来看下4个消息回调。
onOpen
init会触发WebSocket链接服务器，如果成功，WebSocket就会调用onOpen，告诉调用者，客户端到服务器的通讯链路已经成功建立，可以收发消息了。
void WebSocketTestLayer::onOpen(network::WebSocket* ws)
{
if (ws == _wsiSendText)
{
_sendTextStatus->setString(“Send Text WS was opened.”);
}
}
onMessage
network::WebSocket::Data对象存储客户端接收到的数据， isBinary属性用来判断数据是二进制还是文本，len说明数据长度，bytes指向数据。
void WebSocketTestLayer::onMessage(network::WebSocket* ws, const network::WebSocket::Data& data)
{
if (!data.isBinary)
{
_sendTextTimes++;
char times = {0};
sprintf(times, “%d”, _sendTextTimes);
std::string textStr = std::string(“response text msg: “)+data.bytes+”, “+times;
log(“%s”, textStr.c_str());
_sendTextStatus->setString(textStr.c_str());
}
}
onClose
不管是服务器主动还是被动关闭了WebSocket，客户端将收到这个请求后，需要释放WebSocket内存，并养成良好的习惯：置空指针。
void WebSocketTestLayer::onClose(network::WebSocket* ws)
{
if (ws == _wsiSendText)
{
_wsiSendText = NULL;
}
CC_SAFE_DELETE(ws);
}
onError
客户端发送的请求，如果发生错误，就会收到onError消息，游戏针对不同的错误码，做出相应的处理。
void WebSocketTestLayer::onError(network::WebSocket* ws, const network::WebSocket::ErrorCode& error)
{
log(“Error was fired, error code: %d”, error);
if (ws == _wsiSendText)
{
char buf = {0};
sprintf(buf, “an error was fired, code: %d”, error);
_sendTextStatus->setString(buf);
}
}
send消息到服务器
在init之后，我们就可以调用send接口，往服务器发送数据请求。send有文本和二进制两中模式。
发送文本
_wsiSendText->send(“Hello WebSocket, I’m a text message.”);
发送二进制数据(多了一个len参数)
_wsiSendBinary->send((unsigned char*)buf, sizeof(buf));
主动关闭WebSocket
这是让整个流程变得完整的关键步骤, 当某个WebSocket的通讯不再使用的时候，我们必须手动关闭这个WebSocket与服务器的连接。close会触发onClose消息，而后onClose里面，我们释放内存。
_wsiSendText->close();
在Lua中使用
详细代码可参考引擎目录下的/samples/Lua/TestLua/Resources/luaScript/ExtensionTest/WebProxyTest.lua文件。
创建WebSocket对象
脚本接口相对C++要简单很多，没有头文件，创建WebSocket对象使用下面的一行代码搞定。 参数是服务器地址。
wsSendText = WebSocket:create(”
定义并注册消息回调函数
回调函数是普通的Lua function，4个消息回调和c++的用途一致，参考上面的说明。
local function wsSendTextOpen(strData)
sendTextStatus:setString(“Send Text WS was opened.”)
end
local function wsSendTextMessage(strData)
receiveTextTimes= receiveTextTimes + 1
local strInfo= “response text msg: “..strData..”, “..receiveTextTimes
sendTextStatus:setString(strInfo)
end
local function wsSendTextClose(strData)
print(“_wsiSendText websocket instance closed.”)
sendTextStatus = nil
wsSendText = nil
end
local function wsSendTextError(strData)
print(“sendText Error was fired”)
end
Lua的消息注册不同于C++的继承 & Override，有单独的接口registerScriptHandler。 registerScriptHandler之一个参数是回调函数名，第二个参数是回调类型。 每一个WebSocket实例都需要绑定一次。
if nil ~= wsSendText then
wsSendText:registerScriptHandler(wsSendTextOpen,cc.WEBSOCKET_OPEN)
wsSendText:registerScriptHandler(wsSendTextMessage,cc.WEBSOCKET_MESSAGE)
wsSendText:registerScriptHandler(wsSendTextClose,cc.WEBSOCKET_CLOSE)
wsSendText:registerScriptHandler(wsSendTextError,cc.WEBSOCKET_ERROR)
end
send消息
Lua中发送不区分文本或二进制模式，均使用下面的接口。
wsSendText:sendString(“Hello WebSocket中文, I’m a text message.”)
主动关闭WebSocket
当某个WebSocket的通讯不再使用的时候，我们必须手动关闭这个WebSocket与服务器的连接，以释放服务器和客户端的资源。close会触发cc.WEBSOCKET_CLOSE消息。
wsSendText:close()
在B中使用
详细代码可参考引擎目录下的/samples/Javascript/Shared/tests/ExtensionsTest/NetworkTest/WebSocketTest.js文件。
创建WebSocket对象
脚本接口相对C++要简单很多，没有头文件，创建WebSocket对象使用下面的一行代码搞定。 参数是服务器地址。
this._wsiSendText = new WebSocket(”
设置消息回调函数
B中的回调函数是WebSocket实例的属性，使用匿名函数直接赋值给对应属性。可以看出语言的特性，让绑定回调函数更加优美。四个回调的含义，参考上面c++的描述。
this._wsiSendText.onopen = function(evt) {
self._sendTextStatus.setString(“Send Text WS was opened.”);
};
this._wsiSendText.onmessage = function(evt) {
self._sendTextTimes++;
var textStr = “response text msg: “+evt.data+”, “+self._sendTextTimes;
cc.log(textStr);
self._sendTextStatus.setString(textStr);
};
this._wsiSendText.onerror = function(evt) {
cc.log(“sendText Error was fired”);
};
this._wsiSendText.onclose = function(evt) {
cc.log(“_wsiSendText websocket instance closed.”);
self._wsiSendText = null;
};
send消息
发送文本，无需转换，代码如下：
this._wsiSendText.send(“Hello WebSocket中文, I’m a text message.”);
发送二进制，测试代码中，使用_stringConvertToArray函数来转换string为二进制数据，模拟二进制的发送。 new Uint16Array创建一个16位无符号整数值的类型化数组，内容将初始化为0。然后，循环读取字符串的每一个字符的Unicode编码，并存入Uint16Array，最终得到一个二进制对象。
_stringConvertToArray:function (strData) {
if (!strData)
returnnull;
var arrData = new Uint16Array(strData.length);
for (var i = 0; i
arrData = strData.charCodeAt(i);
}
return arrData;
},
send二进制接口和send文本没有区别，区别在于传入的对象，内部自己知道对象是文本还是二进制数据，然后做不同的处理。
var buf = “Hello WebSocket中文,\0 I’m\0 a\0 binary\0 message\0.”;
var binary = this._stringConvertToArray(buf);
this._wsiSendBinary.send(binary.buffer);
主动关闭WebSocket
当某个WebSocket的通讯不再使用的时候，我们必须手动关闭这个WebSocket与服务器的连接，以释放服务器和客户端的资源。close会触发onclose消息。
onExit: function() {
if (this._wsiSendText)
关于 Websockets
一些参考内容:
用户的需求通常是: 希望web页面更具交互性. 而解决方案就是使用javascript. 而这一切的推动力又是Ajax.
Ajax是异步javascript和xml的缩写(Asynchronous Javascript and XML), 利用这种技术, 可以让远程服务器和客户端保持数据同步. 但在这个机制中XML并非必须的, 它只是作为数据传递的载体, 实际很多时候是使用ON来进行传递(很多时候又叫AJAJ).
使用Ajax的更大好处是: 客户雹档纳端不必刷新整个页面就可以实现同服务器的数据交换, 而这种交换对于用户来说可以是透明的.
但这样也造成一个难题: 由于客户端是主动从服务器获取新数据, 但客户端怎么获知数据的更新呢?
过去14年间(2023年开始算起), 针对上面的问题, 出现了各种各样的解决方案.
主要有四种形式的解决办法:
1999年的时候, 在HTTP1.1规范内就提供了一种功能, 可以用在任何HTTP数据交流过程中的功能, 叫做HTTP Upgrade.
作用原理如下:
HTTP Upgrade更好的地方是: 指定的协议几乎可以是任意的. 当HTTP握手结束后就会释放掉之前的HTTP连接. 理论上讲, 使用HTTP Upgrade, 可以建立起任意的两端点间的任意TCP Socket连接(甚至可以蠢巧是持久的, 全双工的TCP socket连接), 并且连接上工作的协议可以是你自己设计的.
当然, 浏览器不可能将客户端程序员推入到TCP协议栈的深渊让他们自己针对HTTP Upgrade开发自己的协议. 所以由专门机构开发了一些协议出来, 而WebSockets协议正是其中之一.
WebSocket连接的建立过程:
使用WebSocket协议的好处很多, 主要和它的实现有关:
虽然原理很复杂, 但是已经有现成的API了, 要做的就是在上面构建你自己的应用即可…
而WebSocket的API又分为客户端API和服务端API. 不同点只是对不同工作内容的支持不同而已.
用途基本上没有任何限制, 比如浏览器应用, 以及任何支持平台上的客户端应用.下面是一些典型用途:
和HTTP协议一样, 由于是信息交流的规范或标准. 所以使用WebSocket建立的不同应用理论上说都可以相互通信, 不管是哪个平台, 什么类型的.
正是因为如此, 所以大多数WebSocket的实现中都将自己分为客户端和服务器端工具两个部分. 比如Java或.net.
而Javascript中只是有客户端工具的部分, 因为它本身就是用作客户端脚本的.
下面先来使用JavaScript的客户端工具建立客户端, 然后再转到Java的服务端(当然Java也有客户端的API,只是使用Java实现客户端还是交给android中去吧…)
W3C规定将浏览器中的WebSocket支持接口作为HTML5的扩展. 故虽然使用的是Javascript来实现WebSocket的交流, 但实际上WebSocket接口是HTML5的组成部分.任何浏览器都可以通过WebSocket接口的implementation来实现WebSocket通信.(早期的Ajax通信则是不同浏览器有不同的类和不同的方法来做Ajax请求, 比起现在可以说复杂很多)
下面就来建立客户端.
WebSocket API是从Java EE7开始加入进来的, 在规范R 356可以查到.
它里面包含了客户端以及服务端的API.
客户端API是基础API: 包含了一个WebSocket端所必须的基本类和接口(在javax.websocket包中).
服务端API: 建立在客户端API之上并对客户端API进行了扩展(javax.websocket.server包中).
所源没以针对Java的WebSocket API, 有两大部分组件: 仅用于客户端的API或完整版API(服务端API).
API的详细使用需要查看Java EE7的API文档.
下面分别来看看这两个部分的API.
关于Tomcat中WebSocket连接数的限制, 实际就是TCP连接的更大数目:
TO reach the max alive websocket connection in Tomcat, following config changes need to be done.
Change this to from 50 till 65535.
The above configuration changes allows around ~50k live connections in a 2GB Intel Core i5 machine provided the server and client are running in different machines.
下面是一些连接数限制的尝试:
经典做法
websocket建立服务器的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于websocket建立服务器,详解WebSocket服务器的建立过程,如何创建通过 WebSocket 进行通信的 WCF 服务,关于 Websockets的信息别忘了在本站进行查找喔。
