html5 http的轮询和Websocket原理

一、HTTP的轮询 Web客户端与服务器之间基于Ajax（http）的常用通信方式，分为 短连接 与 长轮询 。 短连接：客户端和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，任务结束就中断连接。 长轮询：客户端像传统轮询一样从服务器请求数据。然而，如果服务器没有可以立即返回给客户端的数据，则不会立刻返回一个空结果，而是保持这个请求等待数据到来（或者恰当的超时：小于ajax的超时时间），之后将数据作为结果返回给客户端。 长轮询机制如下图所示： 二、Websocket基本概念 WebSocket 是 HTML5 开始提供的一种在单个 TCP 连接上进行全双工通讯的协议。 WebSocket 使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在 WebSocket API 中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以创建持久性的连接，并进行双向数据传输。 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。 现在，很多网站为了实现推送技术，所用的技术都是 Ajax 轮询。轮询是在特定的的时间间隔（如每1秒），由浏览器对服务器发出HTTP请求，然后由服务器返回最新的数据给客户端的浏览器。这种传统的模式带来很明显的缺点，即浏览器需要不断的向服务器发出请求，然而HTTP请求可能包含较长的头部，其中真正有效的数据可能只是很小的一部分，显然这样会浪费很多的带宽等资源。 HTML5 定义的 WebSocket 协议，能更好的节省服务器资源和带宽，并且能够更实时地进行通讯。 浏览器通过 JavaScript 向服务器发出建立 WebSocket 连接的请求，连接建立以后，客户端和服务器端就可以通过 TCP 连接直接交换数据。 当你获取 Web Socket 连接后，你可以通过 send() 方法来向服务器发送数据，并通过 onmessage 事件来接收服务器返回的数据。 三、Websocket 握手原理： Websocket的握手原理大致可分为以下步骤： 第一步：客户端发起HTTP请求连接 第二步：服务端从请求头中取出Sec-WebSocket-Key的值 第三步：给Sec-WebSocket-Key值 拼接一个magic_string 的到一个新的value 第四步：给新的value先做 sha1加密 再做 base64加密 第五步：拼接一个响应头 第六步：服务器将拼好的响应头发送给客户端 第七步：客户端解密Sec-WebSocket-Accept得到Sec-WebSocket-Key判断是否握手成功 代码实现： import socket,base64,hashlib # 创建socket连接 sock = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) # 绑定端地址和口号 sock.bind(('127.0.0.1',9527)) # 监听 sock.listen(5) # 获取客户端socket对象 conn,address = sock.accept() # 获取客户端的【握手】信息 data = conn.recv(1024) print(data) def get_headers(data): """从请求头中取出Sec-WebSocket-Key对应的值并返回""" header_dict = {} header_str = data.decode("utf8") for i in header_str.split("\r\n"): if str(i).startswith("Sec-WebSocket-Key"): return i.split(":")[1].strip() # 得到Sec-WebSocket-Key对应的值 ws_key = get_headers(data) # 魔法字符串magic string为：258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11 magic_string = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11' # 拼接 socket_str = ws_key + magic_string # sha1加密 socket_str_sha1 = hashlib.sha1(socket_str.encode("utf8")).digest() # base64加密 socket_str_base64 = base64.b64encode(socket_str_sha1) # 拼接响应头 response_tpl = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n" \ "Upgrade:websocket\r\n" \ "Connection: Upgrade\r\n" \ "Sec-WebSocket-Accept: %s\r\n" \ "WebSocket-Location: ws://127.0.0.1:9527\r\n\r\n" % (socket_str_base64.decode("utf8")) # 服务器发送响应头到客户端 conn.send(response_tpl.encode("utf8")) # 客户端服务端建立长连接循环接收发送数据 while True: msg = conn.recv(8096) print(msg)