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一、什么是 WebSocket？

WebSocket是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的通信协议。它允许服务器和客户端之间建立持久连接，实现双向实时数据传输。

核心特性

• 全双工通信：客户端和服务器可以同时发送和接收数据
• 持久连接：一旦建立连接，就保持打开状态，无需反复握手
• 低延迟：数据可以即时推送，无需轮询
• 轻量级：协议开销小，适合实时应用
• 基于 TCP：建立在 TCP 协议之上，保证可靠传输

二、WebSocket 的工作原理

2.1 握手过程

WebSocket 连接建立需要经历一个HTTP 握手过程：

客户端 服务器 | | |--- HTTP Upgrade Request ----->| | (请求升级为 WebSocket 协议) | | | |<-- HTTP 101 Switching Protocols| | (确认协议升级) | | | |<====== WebSocket 连接建立 =====>| | | |<---> 双向实时数据传输 <------->|

握手请求示例：

GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== Sec-WebSocket-Version: 13 Origin: http://example.com

握手响应示例：

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

2.2 数据帧格式

WebSocket 数据以**帧（Frame）**为单位传输，每帧包含：

+---+---+---+---+---+---+---+---+ | FIN | RSV1 | RSV2 | RSV3 | +---+---+---+---+---+---+---+---+ | Opcode | Mask | Payload Length | +---+---+---+---+---+---+---+---+ | Extended Payload Length (if needed) | +---+---+---+---+---+---+---+---+ | Masking Key (if needed) | +---+---+---+---+---+---+---+---+ | Payload Data | +---+---+---+---+---+---+---+---+

Opcode 类型：

• 0x0：Continuation frame（延续帧）
• 0x1：Text frame（文本帧）
• 0x2：Binary frame（二进制帧）
• 0x8：Close frame（关闭帧）
• 0x9：Ping frame（心跳帧）
• 0xA：Pong frame（心跳响应帧）

三、WebSocket 与 HTTP 的对比