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Python：Tornado 第三章：HTML5 WebSocket概念及應(yīng)用：第一節(jié)：WebSoc

mo0n1andin / 1529人閱讀

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Tornado的異步特性使得其非常適合服務(wù)器的高并發(fā)處理，客戶端與服務(wù)器的持久連接應(yīng)用框架就是高并發(fā)的典型應(yīng)用。而WebSocket正是在HTTP客戶端與服務(wù)器之間建立持久連接的HTML5標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。本章將講解WebSocket技術(shù)在Tornado框架中的應(yīng)用。
WebSocket protocol是HTML5定義的一種新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（RFC6455），它實(shí)現(xiàn)了瀏覽器與服務(wù)器的雙全工通信（full-duplex）。

1、WebSocket的應(yīng)用場(chǎng)景

傳統(tǒng)的HTTP和HTML技術(shù)使用客戶端主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求并獲取回復(fù)。但是隨著即時(shí)通訊需求的增多，這樣的通信模式有時(shí)并不能滿足應(yīng)用的需求。

WebSocket與普通的Socket通訊類似，它打破了原來HTTP的Request和Response一對(duì)一的通信模型，同時(shí)打破了服務(wù)器只能被動(dòng)地接受客戶端請(qǐng)求的應(yīng)用場(chǎng)景。也許讀者聽說過Ajax、Long poll等基于傳統(tǒng)HTTP的動(dòng)態(tài)客戶端技術(shù)，但這些技術(shù)無不采用輪詢技術(shù)，耗費(fèi)了大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬和計(jì)算資源。

而WebSocket正是為了應(yīng)對(duì)這樣的場(chǎng)景而制定的HTML5標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)于普通的Socket通信，WebSocket又在應(yīng)用層定義了基本的交互流程，使得Tornado這樣的服務(wù)器框架和JavaScript客戶端可以構(gòu)建出標(biāo)準(zhǔn)的WebSocket模塊。

總結(jié)WebSocket的特點(diǎn)如下：

WebSocket適合服務(wù)端主動(dòng)推送的場(chǎng)景。

相對(duì)于Ajax和Long poll等技術(shù)，WebSocket通信模型更高效。

WebSocket仍然與HTTP完成Internet通信。

因?yàn)槭荋TML5的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以不受企業(yè)防火墻的攔截。

2、WebSocket的通信原理

WebSocket的通信原理是在客戶端與服務(wù)器之間建立TCP持久鏈接，從而使得當(dāng)服務(wù)器有消息需要推送給客戶端時(shí)能夠進(jìn)行即時(shí)通信。

雖然WebSocket不是HTTP，但由于在Internet上HTML本事是由HTTP封裝并進(jìn)行傳輸?shù)模訵ebSocket仍然需要與HTTP進(jìn)行協(xié)作。IETF在RFC6455中定義了基于HTTP鏈路建立WebSocket信道的標(biāo)準(zhǔn)流程。

客戶端通過發(fā)送如下HTTP Request告訴服務(wù)器需要建立一個(gè)WebSocket長(zhǎng)鏈接信道：

GET /stock_info/?encoding=text HTTP/1.1
Host:echo.websocket.org
Origin:http://websocket.org
Cookie:__token=ubcxx13
Connection:Upgrade
Sec-WebSocket-Key:uRovscZjNol/umbTt5uKmw==
Upgrade:websocket
Sec-WebSocket-Version:13

讀者可以發(fā)現(xiàn)其仍然是一個(gè)HTTP Request包，并對(duì)其中的內(nèi)容非常熟悉。

HTTP請(qǐng)求方式：GET

請(qǐng)求地址：/stock_info

HTTP版本號(hào)：1.1

服務(wù)器主機(jī)域名：echo.websocket.org

Cookie信息：__token=ubcxx13

但是在HTTP Header中出現(xiàn)了4個(gè)特色的字段，他們是：

Connection:Upgrade
Sec-WebSocket-Key:uRovscZjNol/umbTt5uKmw==
Upgrade:websocket
Sec-WebSocket-Version:13

這就是WebSocket建立鏈路的核心，它告訴Web服務(wù)器：客戶端希望建立一個(gè)WebSocket鏈接，客戶端使用的WebSocket版本時(shí)13，密鑰是uRovscZjNol/umbTt5uKmw==。

服務(wù)器在收到該Request后，如果同意建立WebSocket鏈接則返回類似如下的Response：

HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Handshake
Date:Fri,10 Feb 2012 17:38:18 GMT
Connection:Upgrade
Server:Kaazing Gateway
Upgrade:WebSocket
Access-Control-Allow-Origin:http://websocket.org
Access-Contril-Allow-Credentials:true
Sec-WebSocket-Accept:rLHCKw/SKs09GAH/ZSFhBATDKrU=
Access-Control-Allow-Headers:content-type

這依舊是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的HTTP Response，其中與WebSocket相關(guān)的Header信息是：

Connection:Upgrade
Upgrade:WebSocket
Sec-WebSocket-Accept:rLHCKw/SKs09GAH/ZSFhBATDKrU=

前面的兩條數(shù)據(jù)告訴客戶端：服務(wù)器已經(jīng)將本連接轉(zhuǎn)換為WebSocket鏈接。而Sec-WebSocket-Accept是將客服端發(fā)送的Sec-WebSocket-Key加密后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以讓客服端確認(rèn)服務(wù)器能夠正常工作。

至此，在客戶端與服務(wù)器之間已經(jīng)建立了一個(gè)TCP持久鏈接，雙發(fā)已經(jīng)可以隨時(shí)向?qū)Ψ桨l(fā)送消息。

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