一、握手阶段（HTTP 升级请求）
1. 请求行参数
• 格式：GET /{path}?{query} HTTP/1.1
• /{path}
服务端监听路径，用于指定 WebSocket 服务端点（如 /chat）。支持路径参数动态匹配（如 /room/123）。
• ?{query}
附加查询参数，常用于身份验证（如 token=abc）或传递初始化数据。需手动解析键值对。
2. 必需请求头
| 请求头 | 作用与格式 | 示例 |
|---|---|---|
| Upgrade | 固定为 websocket，声明协议升级。 | Upgrade: websocket |
| Connection | 固定为 Upgrade，表示需保持长连接。 | Connection: Upgrade |
| Sec-WebSocket-Key | 客户端生成的 16 字节随机数 Base64 编码，用于安全验证。服务端需将其与 GUID 拼接后计算 SHA-1 哈希并返回 Sec-WebSocket-Accept。 | Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZQ== |
| Sec-WebSocket-Version | 固定为 13，表示使用 WebSocket 协议第 13 版。 | Sec-WebSocket-Version: 13 |
3. 可选请求头
| 请求头 | 作用与格式 | 示例 |
|---|---|---|
| Origin | 请求来源域名，用于跨域策略验证。若为空或未授权，服务端可拒绝连接。 | Origin: http://client-domain.com |
| Sec-WebSocket-Protocol | 客户端支持的子协议列表（如 chat、binary），服务端需选择其一返回。 | Sec-WebSocket-Protocol: chat, video |
| Cookie | 传递 HTTP 会话 Cookie，用于身份关联（需服务端配置支持）。 | Cookie: sessionId=abc123 |
| Authorization | 身份验证凭证（如 Bearer Token），替代 URL 参数传递敏感信息。 | Authorization: Bearer eyJhbGci... |
二、客户端构造函数参数（WebSocket API）
1. url 参数
• 格式：ws://host:port/path?query 或 wss://host:port/path?query
• ws vs wss：ws 为明文协议（默认端口 80），wss 为加密协议（默认端口 443）。
• 动态路径：支持路径参数（如 /user/123），服务端可通过解析路径实现资源隔离。
2. protocols 参数
• 作用：声明客户端支持的子协议列表（字符串或数组），服务端选择其一返回 Sec-WebSocket-Protocol 响应头。
// 示例：声明两种子协议
const socket = new WebSocket("ws://example.com", ["chat-v1", "binary-v2"]);
三、数据传输阶段参数（数据帧格式）
WebSocket 数据帧由以下字段构成，用于控制数据传输：
| 字段名 | 长度（位） | 作用与取值 |
|---|---|---|
| FIN | 1 | 标识是否为消息的最后一个分片（1=结束，0=还有后续帧）。 |
| RSV1-3 | 3 | 保留位，需为 0（除非协商了扩展）。 |
| Opcode | 4 | 定义数据类型： • 0x1 文本帧• 0x2 二进制帧• 0x8 关闭帧• 0x9 Ping 帧等。 |
| Mask | 1 | 客户端到服务端的数据必须掩码（1=启用，0=禁用）。服务端到客户端禁止掩码。 |
| Payload Length | 7/16/64 | 负载长度： • 0-125：直接表示长度 • 126：后 2 字节为长度 • 127：后 8 字节为长度。 |
| Masking-Key | 32 | 掩码密钥（仅当 Mask=1 时存在），用于异或运算解码负载数据。 |
| Payload Data | 可变 | 实际传输的数据（如 JSON、二进制流）。 |
四、关键验证与处理逻辑
-
安全握手验证
服务端需计算Sec-WebSocket-Accept：key = client_key + "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11" accept = base64(sha1(key))若验证失败，返回
401 Unauthorized并关闭连接。 -
跨域处理
服务端需在响应头添加Access-Control-Allow-Origin，或通过拦截器动态验证Origin头。 -
子协议协商
服务端从客户端Sec-WebSocket-Protocol中选择支持的协议，返回给客户端以实现多逻辑分支处理。
五、常见问题与调试
• 连接失败：检查端口是否开放、路径是否匹配、跨域策略是否允许。
• 数据解析错误：验证 Opcode 类型与负载格式是否一致，或检查掩码解码逻辑。
• 性能优化：使用二进制帧（Opcode=0x2）传输结构化数据（如 Protobuf），减少带宽占用。
通过合理配置上述参数，可构建高效、安全的实时通信系统。具体实现可参考各语言库（如 Node.js 的 ws 或 Java 的 Tyrus）的文档。
