理解websocket连接的原理

news/2024/5/24 12:30:41/

背景

Websocket是一个持久化的协议,相对于HTTP这种非持久的无状态协议来说


一、问题

http long poll,或者ajax轮询都可以实现实时信息传递,为什么还需要websocket?

二、理解

ajax轮询:浏览器隔个几秒就发送一次请求,询问服务器是否有新信息。
long poll:客户端发起连接后,如果没消息,就一直不返回Response给客户端。直到有消息才返回,返回完之后,客户端再次建立连接,周而复始。
总结:

  1. 两者都是采用轮询的方式,而long poll是阻塞式的
    ajax轮询 需要服务器有很快的处理速度和资源。(速度)
    long poll 需要有很高的并发,也就是说同时接待客户的能力。(场地大小)
  2. 两者都体现了服务器的被动性

websocket的出现:

  1. 解决了服务器的被动性,当服务器完成协议升级后(HTTP->Websocket),服务端就可以主动推送信息给客户端。
    理解:只需要经过一次HTTP请求,就可以做到源源不断的信息传送了。(在程序设计中,这种设计叫做回调,即:你有信息了再来通知我,而不是我每次跑来问你)
  2. 解决了上面同步有延迟,而且还非常消耗资源的情况
    理解:建立websocket连接后,可以直接跟接线员(Nginx服务器)建立持久连接,有信息的时候客服(Handler)想办法通知接线员,然后接线员在统一转交给客户(客户端)。
    而在传统的方式上,要不断的建立,关闭HTTP协议,由于HTTP是非状态性的,每次都要重新传输identity info(鉴别信息),来告诉服务端你是谁。
    Websocket只需要一次HTTP握手,所以说整个通讯过程是建立在一次连接/状态中,也就避免了HTTP的非状态性,服务端会一直知道你的信息,直到你关闭请求,这样就解决了接线员要反复解析HTTP协议,还要查看identity info的信息。

总结

websocket连接,只需要一次HTTP握手,避免HTTP的无状态性,且服务器可以主动通知,不限次数,直到请求关闭。

拓展

TCP三次握手四次挥手

在这里插入图片描述
ACK —— 确认,使得确认号有效。
RST —— 重置连接(经常看到的reset by peer)就是此字段搞的鬼。
SYN —— 用于初如化一个连接的序列号。
FIN —— 该报文段的发送方已经结束向对方发送数据。
SYN和FIN段都是会利用重传进行可靠传输的。

理解:3次握手来建立一个连接,4次挥手来关闭一个连接
一个TCP连接由一个4元组构成,分别是两个IP地址和两个端口号。一个TCP连接通常分为三个阶段:启动、数据传输、退出(关闭)。

三次握手:
在这里插入图片描述

客户端和服务端通信前要进行连接,“3次握手”的作用就是双方都能明确自己和对方的收、发能力是正常的。

第一次握手:客户端发送网络包,服务端收到了。这样服务端就能得出结论:客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的。

第二次握手:服务端发包,客户端收到了。这样客户端就能得出结论:服务端的接收、发送能力,客户端的接收、发送能力是正常的。

第三次握手:客户端发包,服务端收到了。这样服务端就能得出结论:客户端的接收、发送能力,服务端的发送、接收能力是正常的。

经历了上面的三次握手过程,客户端和服务端都确认了自己的接收、发送能力是正常的。之后就可以正常通信了。

三次握手的一个重要功能是客户端和服务端交换ISN(Initial Sequence Number), 以便让对方知道接下来接收数据的时候如何按序列号组装数据。

拓展
DoS攻击-syn flood:
恶意的向某个服务器端口发送大量的SYN包,则可以使服务器打开大量的半开连接,分配TCB(Transmission Control Block), 从而消耗大量的服务器资源,同时也使得正常的连接请求无法被相应。
防攻击方法:连接队列

四次挥手:
在这里插入图片描述

TCP连接是双向传输的对等的模式,就是说双方都可以同时向对方发送或接收数据。
当有一方要关闭连接时,会发送指令告知对方,我要关闭连接了。这时对方会回一个ACK,此时一个方向的连接关闭。但是另一个方向仍然可以继续传输数据,等到发送完了所有的数据后,会发送一个FIN段来关闭此方向上的连接。接收方发送ACK确认关闭连接。注意,接收到FIN报文的一方只能回复一个ACK, 它是无法马上返回对方一个FIN报文段的,因为结束数据传输的“指令”是上层应用层给出的,我只是一个“搬运工”,我无法了解“上层的意志”。


http://www.ppmy.cn/news/47646.html

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