网络 | 应用层-websocket协议报文格式解析

news2024/9/29 17:28:22

websocket的官方文档为rfc(request for comments),是网络协议的规范文档。它包含了许多计算机世界的核心知识
除了这里的websocket,它里边还包含我们熟知的http,tcp等协议的解析。
websocket协议对应的编号是rfc 6455在这里插入图片描述
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websocket协议格式解析

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由图可知,websocket的报文格式可以分为七大部分,分别是1bite的FIN标志位,3bite的RSV保留位,4bite的Opcode,1bite的mask标志位,7/7+16/7+64bite的payloadLen,可选字段masking-key,可选字段payload。
下边具体解释下:

  1. FIN标志位:此标志位用于指示当前的帧是消息的最后一个分段。

    websocket支持将长消息切割成若干帧发送,切分后,前边的帧的FIN字段均为0,最后一个帧的FIN为1。

    当消息没有分段时,这个帧便包含所有信息,FIN标志位为1.【1bite】

  2. RSV1~3:这是三个保留位。一般情况下为全0。

    当客户端、服务端协商采用websocket扩展时,这三个标志位可以非0,且值的含义由扩展进行定义。

    如果出现非0值但并未采用websocket扩展,连接出错。【3bite】

  3. Opcode:操作码。用于指示帧类型。【4bite】

    它决定了如何解析后续的数据载荷部分,如果操作码是不认识的,接收端应该断开连接。可选的操作码如下:

    %x0:表示一个延续帧。当Opcode为0时,表示本次数据传输采用了数据分片,当前收到的数据帧为其中一个数据分片。
    %x1:表示这是一个文本帧(frame)
    %x2:表示这是一个二进制帧(frame)
    %x3-7:保留的操作代码,用于后续定义的非控制帧。
    %x8:表示连接断开。
    %x9:表示这是一个ping操作。
    %xA:表示这是一个pong操作。
    %xB-F:保留的操作代码,用于后续定义的控制帧。
    

    其中注意websocket既可以传输文本数据,也可以传输二进制数据

  4. Mask标志位:指示帧的payload是否需要使用掩码覆盖。【1bite】

    RFC6455规定,当且仅当由客户端向服务端发送的帧需要覆盖。

    掩码覆盖的作用:解决“缓冲区溢出”(忽略)

    当mask为1,但服务端接收的数据没有进行过掩码操作,服务端需要断开连接

  5. payload length:7位/7+16位(64k)/7+64位(超级大),单位是字节
    模式区分:
    ①当7bite的payloadlength<126,此时为模式1
    ② 7bite的payloadlength=126,16bite生效为模式2
    ③ 7bite的payloadlength=126,64bite生效为模式3在这里插入图片描述

  6. masking-key与mask值有关,当mask为0时,没有masking-key,为1时,有4B的masking-key

  7. payload-data:长度可变。包含扩展数据(x字节)和应用数据(y字节)

    如果通信双方约定使用了websocket扩展,则扩展数据也存放于此。并声明扩展长度。

    如果没有约定使用,则扩展数据为0字节。

其中最重要的便是Opcode、payload length(三种模式),payload data

参考

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