WebSocket--技术文档--基本概念--《快速了解WebSocket协议》

阿丹：

             不断学习新技术，丰富自己了解更多才能扩展更多世界可能。 

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软件简介

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。 WebSocket 通信协议于 2011 年被 IETF 定为标准 RFC 6455，WebSocketAPI 被 W3C 定为标准。

 

现在，很多网站为了实现即时通讯 (real-time)，所用的技术都是轮询 (polling)。轮询是在特定的的时间间隔 (time interval)（如每 1 秒），由浏览器对服务器发出 HTTP request，然后由服务器返回最新的数据给客服端的浏览器。这种传统的 HTTP request d 的模式带来很明显的缺点 – 浏览器需要不断的向服务器发出请求 (request)，然而 HTTP request 的 header 是非常长的，里面包含的数据可能只是一个很小的值，这样会占用很多的带宽。

而最比较新的技术去做轮询的效果是 Comet – 用了 AJAX。但这种技术虽然可达到全双工通信，但依然需要发出请求 (reuqest)。

在 WebSocket API，浏览器和服务器只需要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。在此 WebSocket 协议中，为我们实现即使服务带来了两大好处：

1. Header

互相沟通的 Header 是很小的 - 大概只有 2 Bytes

2. Server Push

服务器可以主动传送数据给客户端

阿丹解读：

        WebSocket是基于HTTP协议的升级。WebSocket协议的底层原理是基于HTTP协议的，但是它不同于HTTP协议，因为它允许服务器主动向客户端发送数据。WebSocket协议的底层原理是通过HTTP协议的升级来实现的。当客户端向服务器发送一个WebSocket请求时，服务器会返回一个HTTP 101状态码，表示协议已经升级。在升级之后，客户端和服务器之间的通信就不再是基于HTTP协议了，而是基于WebSocket协议。就是不在需要我们自己前台去通过定时器等等去后台进行获取了，而是通过这个协议类似于发布订阅模式来进行的。

WebSocket协议的使用场景

WebSocket协议通常应用于需要实时通信的场景，包括但不限于：

1. 社交聊天：WebSocket可以用于实现实时聊天应用，比如在网页版的聊天应用中，WebSocket可以用于建立持久连接，发送和接收消息。
2. 弹幕系统：在视频网站或直播平台上，用户可以发送弹幕。使用WebSocket，可以实时将这些弹幕发送到所有人。
3. 多玩家游戏：WebSocket可以用于实现实时多人在线游戏。通过WebSocket，服务器可以实时将游戏状态推送到客户端，从而实现游戏的同步。
4. 协同编辑：当多个用户在同一文档上工作时，使用WebSocket可以实时同步每个人的编辑操作，从而避免版本冲突。
5. 股票基金实时报价：金融界的数据变化非常快，使用WebSocket可以实时将最新数据推送到客户端。
6. 体育实况更新：对于正在进行的体育比赛，实时更新比分和比赛状态是非常重要的。使用WebSocket可以实现这一功能。
7. 视频会议/聊天：WebSocket可以用于实现视频会议或聊天应用，使得分布在世界各地的人可以在同一平台上进行实时交流。
8. 智能家居：通过WebSocket，智能家居设备可以实时与云端服务器通信，从而进行设备的控制和状态监测。

这些场景的共同特点是都需要实时、双向的通信，而WebSocket协议正好满足这一需求。

WebSocket协议同类型协议

除了WebSocket协议之外，还有其他的实时通信协议，例如：

1. HTTP/2 Server Push：HTTP/2协议中引入了一种新技术，即服务器推送（Server Push）。通过这种技术，服务器可以在客户端还没有请求资源之前，主动将资源推送给客户端。这可以减少页面加载时间，提高网页的响应速度。
2. WebSockets over QUIC：QUIC是一种基于UDP的传输协议，它提供了比TCP更快的数据传输速度。WebSockets over QUIC是一种基于QUIC的WebSocket协议实现。由于QUIC是基于UDP的，因此它可以避免TCP的一些问题，例如TCP的慢启动和拥塞控制等。
3. HTTP/3：HTTP/3是基于QUIC的下一代HTTP协议版本。它提供了比HTTP/2更高的性能和更好的安全性。

WebSocket协议同类型协议对比（用于技术选型）

WebSocket协议是一种实时通信协议，它与其他实时通信协议相比，具有以下特点和区别：

1. WebSocket协议：WebSocket是一种全双工通信协议，允许服务器主动向客户端发送数据。它基于TCP协议，但需要在HTTP协议的基础上进行第一次握手。一旦握手成功，数据就可以在单一的TCP连接上进行双向传输。WebSocket的URL格式形如：ws://localhost:80/、wss://localhost:443/。其中，“ws”代表WebSocket，“wss”代表WebSocket Secure，也就是通过TLS或SSL加密的WebSocket。
2. HTTP/2 Server Push：HTTP/2 Server Push是HTTP/2协议引入的一种新技术，允许服务器在没有收到客户端请求之前，主动将资源推送给客户端。这可以减少页面加载时间，提高网页的响应速度。
3. WebSockets over QUIC：WebSockets over QUIC是一种基于QUIC的WebSocket协议实现。QUIC是一种基于UDP的传输协议，它提供了比TCP更快的数据传输速度。由于QUIC是基于UDP的，因此它可以避免TCP的一些问题，例如TCP的慢启动和拥塞控制等。
4. HTTP/3：HTTP/3是基于QUIC的下一代HTTP协议版本。它提供了比HTTP/2更高的性能和更好的安全性。
5. MQTT：MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的、基于发布-订阅模式的消息传输协议。MQTT协议主要用于物联网设备之间的通信，具有低带宽、低能耗、可靠性高、支持异步通信等特点。

总体来说，WebSocket协议与其他实时通信协议相比，具有以下区别：

1. WebSocket协议是一种应用层协议，而HTTP、MQTT等协议主要应用于传输层或应用层。
2. WebSocket协议可以建立持久连接，实现双向通信，而HTTP等协议通常只能实现单向通信。
3. WebSocket协议的数据报文较小，包头非常小，而HTTP等协议的数据报文通常较大，包头也较大。
4. WebSocket协议适用于实时交互场景，例如游戏、聊天等，而HTTP等协议适用于请求-响应场景，例如网页浏览、下载等操作。
5. MQTT协议适用于物联网设备之间的通信，具有低带宽、低能耗等特点。

在选择实时通信协议时，需要根据具体的应用场景和需求来选择最合适的协议。