Python：Tornado 第三章：HTML5 WebSocket概念及应用：第一节：WebSocket概念

时间 2019-11-09

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Tornado的异步特性使得其很是适合服务器的高并发处理，客户端与服务器的持久链接应用框架就是高并发的典型应用。而WebSocket正是在HTTP客户端与服务器之间创建持久链接的HTML5标准技术。本章将讲解WebSocket技术在Tornado框架中的应用。
WebSocket protocol是HTML5定义的一种新的标准协议（RFC6455），它实现了浏览器与服务器的双全工通讯（full-duplex）。web

一、WebSocket的应用场景

传统的HTTP和HTML技术使用客户端主动向服务器发送请求并获取回复。可是随着即时通信需求的增多，这样的通讯模式有时并不能知足应用的需求。编程

WebSocket与普通的Socket通信相似，它打破了原来HTTP的Request和Response一对一的通讯模型，同时打破了服务器只能被动地接受客户端请求的应用场景。也许读者据说过Ajax、Long poll等基于传统HTTP的动态客户端技术，但这些技术无不采用轮询技术，耗费了大量的网络带宽和计算资源。segmentfault

而WebSocket正是为了应对这样的场景而制定的HTML5标准，相对于普通的Socket通讯，WebSocket又在应用层定义了基本的交互流程，使得Tornado这样的服务器框架和JavaScript客户端能够构建出标准的WebSocket模块。浏览器

总结WebSocket的特色以下：服务器

WebSocket适合服务端主动推送的场景。
相对于Ajax和Long poll等技术，WebSocket通讯模型更高效。
WebSocket仍然与HTTP完成Internet通讯。
由于是HTML5的标准协议，因此不受企业防火墙的拦截。

二、WebSocket的通讯原理

WebSocket的通讯原理是在客户端与服务器之间创建TCP持久连接，从而使得当服务器有消息须要推送给客户端时可以进行即时通讯。websocket

虽然WebSocket不是HTTP，但因为在Internet上HTML本事是由HTTP封装并进行传输的，因此WebSocket仍然须要与HTTP进行协做。IETF在RFC6455中定义了基于HTTP链路创建WebSocket信道的标准流程。网络

客户端经过发送以下HTTP Request告诉服务器须要创建一个WebSocket长连接信道：并发

GET /stock_info/?encoding=text HTTP/1.1
Host:echo.websocket.org
Origin:http://websocket.org
Cookie:__token=ubcxx13
Connection:Upgrade
Sec-WebSocket-Key:uRovscZjNol/umbTt5uKmw==
Upgrade:websocket
Sec-WebSocket-Version:13

读者能够发现其仍然是一个HTTP Request包，并对其中的内容很是熟悉。框架

HTTP请求方式：GET
请求地址：/stock_info
HTTP版本号：1.1
服务器主机域名：echo.websocket.org
Cookie信息：__token=ubcxx13

可是在HTTP Header中出现了4个特点的字段，他们是：异步

Connection:Upgrade
Sec-WebSocket-Key:uRovscZjNol/umbTt5uKmw==
Upgrade:websocket
Sec-WebSocket-Version:13

这就是WebSocket创建链路的核心，它告诉Web服务器：客户端但愿创建一个WebSocket连接，客户端使用的WebSocket版本时13，密钥是uRovscZjNol/umbTt5uKmw==。

服务器在收到该Request后，若是赞成创建WebSocket连接则返回相似以下的Response：

HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Handshake
Date:Fri,10 Feb 2012 17:38:18 GMT
Connection:Upgrade
Server:Kaazing Gateway
Upgrade:WebSocket
Access-Control-Allow-Origin:http://websocket.org
Access-Contril-Allow-Credentials:true
Sec-WebSocket-Accept:rLHCKw/SKs09GAH/ZSFhBATDKrU=
Access-Control-Allow-Headers:content-type

这依旧是一个标准的HTTP Response，其中与WebSocket相关的Header信息是：

Connection:Upgrade
Upgrade:WebSocket
Sec-WebSocket-Accept:rLHCKw/SKs09GAH/ZSFhBATDKrU=

前面的两条数据告诉客户端：服务器已经将本链接转换为WebSocket连接。而Sec-WebSocket-Accept是将客服端发送的Sec-WebSocket-Key加密后产生的数据，以让客服端确认服务器可以正常工做。

至此，在客户端与服务器之间已经创建了一个TCP持久连接，双发已经能够随时向对方发送消息。