WebSocket — протокол связи поверх TCP-соединения, предназначенный для обмена сообщениями между браузером и веб-сервером, используя постоянное соединение.
В настоящее время в W3C осуществляется стандартизация API Web Sockets. Черновой вариант стандарта этого протокола утверждён IETF.
WebSocket разработан для воплощения в веб-браузерах и веб-серверах, но он может быть использован для любого клиентского или серверного приложения. Протокол WebSocket — это независимый протокол, основанный на протоколе TCP. Он делает возможным более тесное взаимодействие между браузером и веб-сайтом, способствуя распространению интерактивного содержимого и созданию приложений реального времени.
Открытие канала WebSocket Для установления соединения WebSocket клиент и сервер используют протокол, похожий на HTTP. Клиент формирует особый HTTP-запрос, на который сервер отвечает определенным образом.
Протокол 75 До редакции черновика протокола номер 75 включительно соединение WebSocket устанавливалось следующим образом. Запрос клиента:
GET /demo HTTP/1.1 Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade Host: example.com Origin: http://example.com WebSocket-Protocol: sample
Ответ сервера, подтверждающий переход на WebSocket:
HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade WebSocket-Origin: http://example.com WebSocket-Location: ws://example.com/demo WebSocket-Protocol: sample
Сразу после отправки ответа WebSocket-соединение считается установленным, клиент и сервер могут начинать двунаправленный обмен сообщениями по этому же TCP-соединению. Для передачи текстового сообщения (в кодировке UTF-8) необходимо перед ним передать нулевой байт, а после — байт со значением 255.
Протокол 76 2 июня 2010 года в протокол WebSocket были внесены поправки, изменившие процедуру установления соединения WebSocket без сохранения обратной совместимости. В 76-й редакции черновика протокола WebSocket добавлена защита от поддельных запросов. Клиент, поддерживающий новую схему, присылает следующий запрос:
GET /demo HTTP/1.1 Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key2: 4 @1 46546xW%0l 1 5 Host: example.com Sec-WebSocket-Key1: 12998 5 Y3 1 .P00 Origin: http://example.com WebSocket-Protocol: sample
^n:ds[4U
В запрос добавлены новые заголовки «Sec-WebSocket-Key1» и «Sec-WebSocket-Key2» и 8-байтовое тело запроса. Все они генерируются клиентом случайным образом.
Ответ сервера, подтверждающий переход на WebSocket:
HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake Upgrade: WebSocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Origin: http://example.com Sec-WebSocket-Location: ws://example.com/demo Sec-WebSocket-Protocol: sample
8jKS'y:G*Co,Wxa-
Ответ содержит новые названия заголовков («Sec-WebSocket-Origin», «Sec-WebSocket-Location», «Sec-WebSocket-Protocol» вместо «WebSocket-Origin», «WebSocket-Location», «WebSocket-Protocol») и 16-байтное тело ответа, вычисляемое следующим образом:
из строки со значением заголовка запроса Sec-WebSocket-Key1 исключить все символы, не являющиеся цифрами (не попадающие в диапазон '0'..'9'); полученную строку превратить в 64-битное целое число (для примера выше получим 1299853100); полученное число разделить целочисленным делением на количество пробелов в исходной строке со значением заголовка; полученное число представить в виде 4-байтового 32-битного числа в формате big endian: старший байт хранится по нулевому смещению; проделать то же самое с заголовком Sec-WebSocket-Key2; интерпретируя числа из пунктов 4) и 5) как 4-байтовые строки, конкатенировать их (сложить в одну строку) и добавить как строку тело запроса; вычислить от полученной 16-байтной строки значение MD5 и записать это значение в тело ответа «как есть», без преобразования в какое-либо представление;
Примечания.
Несмотря на «похожесть» новых запросов и ответов на запросы и ответы протокола HTTP, они таковыми не являются. Например, в запросе есть тело, но в заголовках поле «Content-Length» отсутствует (что нарушает соглашения HTTP).
Серверной части следует поддерживать оба вида клиентов и различать их по наличию или отсутствию в запросе заголовков Sec-WebSocket-Key1 и Sec-WebSocket-Key2.
Протокол 07 В версию 07 черновика протокола от 22 апреля 2011 были внесены изменения.
В отличие от протокола 76, согласно которому данные передаются без шифрования, каждый байт передаваемых от клиента (браузера) серверу данных в этой версии протокола обязательно маскируется 4-байтовой маской. Она создается для каждого сообщения заново.
Передаваемое сообщение теперь имеет заголовок, в котором содержатся такие данные, как: фрагментировано ли сообщение; тип передаваемых данных; подвергалось ли сообщение маскировке; размер данных; маска; другие управляющие данные (ping, pong…).
Взаимодействие между клиентом и сервером начинается с запроса от клиента: GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== Sec-WebSocket-Origin: http://example.com Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 7
Ответ сервера имеет следующий вид: HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo= Sec-WebSocket-Protocol: chat
Ответ содержит заголовок Sec-WebSocket-Protocol с единственным протоколом, выбраным сервером (chat) из всех поддерживаемых клиентом (chat, superchat). Заголовок Sec-WebSocket-Accept формируется следующим образом: взять строковое значение из заголовка Sec-WebSocket-Key и объединить со строкой 258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11 (в приведённом примере получится dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11) вычислить бинарный хеш SHA-1 (бинарная строка из 20 символов) от полученной в первом пункте строки закодировать хеш в Base64 (s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=)
Пример реализации вышеуказанного алгоритма на языке PHP: <?php echo base64_encode(SHA1("dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11", true)); ?>
Протокол RFC 6455 (далее данные передаются фрэймами с использованием этого протокола)
11 декабря 2011 года протокол приобрел статус RFC.
Вместо заголовка Sec-WebSocket-Origin теперь используется просто Origin.
Схема URI Протокол Web Socket определяет две URI-схемы, ws: (нешифрованное соединение) и wss: (шифрованное соединение).
Реализация WebSocket в браузерах Для установки соединения клиентский скрипт создает объект WebSocket, в конструктор которого передает параметр WebSocket URI, и определяет функции обратного вызова при соединении, получении сообщения и разрыве соединения.
<html> <head> <script> const webSocket = new WebSocket('ws://localhost/echo');
webSocket.onopen = event => { alert('onopen'); webSocket.send("Hello Web Socket!");
webSocket.onmessage = event => { alert('onmessage, ' + event.data);
webSocket.onclose = event => { alert('onclose');
</script> </head> <body> </body> </html>
В настоящее время WebSocket поддерживается в следующих браузерах: Google Chrome (начиная с версии 4.0.249.0); Apple Safari (начиная с версии 5.0.7533.16); Mozilla Firefox (начиная с версии 4); Opera (начиная с версии 10.70 9067); Internet Explorer (начиная с версии 10);
Проверить поддержку браузером WebSocket можно, пройдя по ссылке: http://caniuse.com/#feat=websockets .
В конце ноября 2010 Adam Barth опубликовал результаты исследования надежности используемого протоколаШестаков В. С., Сагидуллин А. С./ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ WEBSOCKET В WEB-ПРИЛОЖЕНИЯХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ. — DOI 10.17586/0021-3454-2015-58-4-328-330 УДК 658.512.011.56. — ж-л Приборостроение апрель 2015. По его результатам выяснилось, что в случае использования прозрачных прокси-серверов возможна подмена кеша передаваемых данных с тем, что пользователи вместо реальных данных будут получать версию данных от злоумышленника. Проблема оказалась достаточно серьёзной для того, чтобы разработчики Firefox и Opera объявилиВ Firefox 4 и Opera 11 будет заблокирована поддержка протокола WebSockets о том, что в будущих версиях их браузеров поддержка веб-сокетов будет по умолчанию отключена вплоть до устранения проблемы небезопасности данного протокола (хотя осталась возможность их включить).
Примечания
Ссылки RFC 6455 — The WebSocket protocol , стандарт протокола HTML5 WebSocket API черновик спецификации W3C WebSockets.org сайт, посвященный WebSocket (поддерживает тестовый эхо-сервер на WebSocket) WebSocketsTest.org сайт, проверяющий работу WebSockets и Comet в вашем браузере
Категория:Интернет-протоколы Категория:Протоколы прикладного уровня Категория:RIA