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
• 关于 Websockets

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);