WebSocket数据包协议详解
其实我⼀直想不明⽩HTML5包装个应⽤层办议作为Socket通过基础⽬的是为了什么，其实直接⽀持Socket tcp相对来说更加简单灵活.既然标准已经制定⽽浏览器也⽀持那对于我们开发者来说只能⽤的分.最新版本的WebSocket协议于2011-12其标准规范已经明确下来，所以现在可以根据这标准进⾏相应的开发.详细参考/doc/rfc6455/?include_text=1
WebSocket协议主要分为两部分，第⼀部分是连接许可验证和验证后的数据交互.连接许可验证⽐较简单，由Client发送⼀个类似于HTTP的请求，服务端获取请求后根据请求的KEY⽣成对应的值并返回.
连接请求内容:
GET / HTTP/1.1
Connection:Upgrade
Host:127.0.0.1:8088
Origin:null
Sec-WebSocket-Extensions:x-webkit-deflate-frame
Sec-WebSocket-Key:puVOuWb7rel6z2AVZBKnfw==
Sec-WebSocket-Version:13
Upgrade:websocket
服务端接收请求后主要是成针对Sec-WebSocket-Key⽣成对就Sec-WebSocket-Accept 的key,⽣成Sec-WebSocket-Accept 值⽐较简单就是Sha1(Sec-WebSocket-Key+258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11)即可,C#代码如下:
SHA1 sha1 = new SHA1CryptoServiceProvider();
byte[] bytes_sha1_in = Encoding.UTF8.GetBytes(request.SecWebSocketKey+ "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11");
byte[] bytes_sha1_out = sha1.ComputeHash(bytes_sha1_in);
string str_sha1_out = Convert.ToBase64String(bytes_sha1_out);
response.SecWebSocketAccept = str_sha1_out;
服务端返回内容:
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Connection:Upgrade
Server:beetle websocket server
Upgrade:WebSocket
Date:Mon, 26 Nov 2012 23:42:44 GMT
Access-Control-Allow-Credentials:true
Access-Control-Allow-Headers:content-type
Sec-WebSocket-Accept:FCKgUr8c7OsDsLFeJTWrJw6WO8Q=
经过服务器的返回处理后连接握⼿成功，后⾯就可以进⾏TCP通讯.WebSocket在握⼿后发送数据并象下层TCP协议那样由⽤户⾃定义，还是需要遵循对应的应⽤协议规范...这也是在⽂章之说没有直接基于Socket tcp⽅便的原因.
数据交互协议:
这图有点难看懂...⾥⾯包括⼏种情况有掩码，数据长度⼩于126,⼩于UINT16和⼩于UINT64等⼏种情况.后⾯会慢慢详细说明.整个协议头⼤概分三部分组成，第⼀部分是描述消息结束情况和类型，第⼆部分是描述是否存在掩码长度，第三部分是扩展长度描述和掩码值.
从图中可以看到WebSocket协议数据主要通过头两个字节来描述数据包的情况
第⼀个字节
最⾼位⽤于描述消息是否结束，如果为1则该消息为消息尾部，如果为零则还有后续数据包；后⾯3位是⽤于扩展定义的，如果没有扩展约定的情况则必须为0.可以通过以下c#代码⽅式得到相应值
mDataPackage.IsEof = (data[start] >> 7) > 0;
最低4位⽤于描述消息类型，消息类型暂定有15种，其中有⼏种是预留设置.c#代码可以这样得到消息类型:
int type = data[start] & 0xF;
mDataPackage.Type = (PackageType)type;
第⼆个字节
消息的第⼆个字节主要⽤⼀描述掩码和消息长度，最⾼位⽤0或1来描述是否有掩码处理，可以通过以下c#代码⽅式得到相应值
bool hasMask = (data[start] >>7) > 0;
剩下的后⾯7位⽤来描述消息长度，由于7位最多只能描述127所以这个值会代表三种情况,⼀种是消息内
容少于126存储消息长度，如果消息长度少于UINT16的情况此值为126，当消息长度⼤于UINT16的情况下此值为127；这两种情况的消息长度存储到紧随后⾯的byte[]，分别是UINT16(2位byte)和UINT64(4位byte).可以通过以下c#代码⽅式得到相应值
mPackageLength = (uint)(data[start] & 0x7F);
start++;
if (mPackageLength == 126)
websocket和socket{
mPackageLength = BitConverter.ToUInt16(data, start);
start = start + 2;
}
else if (mPackageLength == 127)
{
mPackageLength = BitConverter.ToUInt64(data, start);
start = start + 8;
}
如果存在掩码的情况下获取4位掩码值:
if (hasMask)
{
mDataPackage.Masking_key = new byte[4];
Buffer.BlockCopy(data, start, mDataPackage.Masking_key, 0, 4);
start = start + 4;
count = count - 4;
}
获取消息体
当得到消息体长度后就可以获取对应长度的byte[]，有些消息类型是没有长度的如%x8 denotes a connection close.对于Text类型的消息对应的byte[]是相应字符的UTF8编码.获取消息体还有⼀个需要注意的地⽅就是掩码，如果存在掩码的情况下接收的byte[]要做如下转换处理:
if (mDataPackage.Masking_key != null)
{
int length = mDataPackage.Data.Count;
for (var i = 0; i < length; i++)
mDataPackage.Data.Array[i] = (byte)(mDataPackage.Data.Array[i] ^ mDataPackage.Masking_key[i % 4]);
}

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