WebSocket — Википедия

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.

Для установления соединения WebSocket клиент и сервер используют протокол, похожий на HTTP. Клиент формирует особый HTTP-запрос, на который сервер отвечает определенным образом.

До редакции черновика протокола номер 75 Архивная копия от 8 июня 2010 на Wayback Machine 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.

2 июня 2010 года в протокол WebSocket были внесены поправки, изменившие процедуру установления соединения WebSocket без сохранения обратной совместимости. В 76-й Архивировано 19 апреля 2012 года. 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:

1. из строки со значением заголовка запроса Sec-WebSocket-Key1 исключить все символы, не являющиеся цифрами (не попадающие в диапазон '0'..'9');
2. полученную строку превратить в 64-битное целое число (для примера выше получим 1299853100);
3. полученное число разделить целочисленным делением на количество пробелов в исходной строке со значением заголовка;
4. полученное число представить в виде 4-байтового 32-битного числа в формате big endian: старший байт хранится по нулевому смещению;
5. проделать то же самое с заголовком Sec-WebSocket-Key2;
6. интерпретируя числа из пунктов 4) и 5) как 4-байтовые строки, конкатенировать их (сложить в одну строку) и добавить как строку тело запроса;
7. 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.

В версию 07 Архивировано 19 апреля 2012 года. черновика протокола от 22 апреля 2011 были внесены изменения.

В отличие от протокола 76, согласно которому данные передаются без шифрования^[1], каждый байт передаваемых от клиента (браузера) серверу данных в этой версии протокола обязательно маскируется 4-байтовой маской^[2]. 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:

1. 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)
2. вычислить бинарный хеш SHA-1 (бинарная строка из 20 символов) от полученной в первом пункте строки
3. 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)); ?> 

11 декабря 2011 года протокол приобрел статус RFC.

Вместо заголовка Sec-WebSocket-Origin теперь используется просто Origin.

Протокол Web Socket определяет две URI-схемы, ws: (нешифрованное соединение) и wss: (шифрованное соединение).

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^{[когда?]} 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 Архивная копия от 8 апреля 2017 на Wayback Machine.

В конце ноября 2010 Adam Barth опубликовал результаты исследования надежности используемого протокола^[3]. 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 объявили^[4] 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).

• RFC 6455 — The WebSocket protocol Архивная копия от 8 января 2012 на Wayback Machine, стандарт протокола
• HTML5 WebSocket API Архивная копия от 7 июня 2015 на Wayback Machine черновик спецификации W3C
• WebSockets.org сайт, посвященный WebSocket (поддерживает тестовый эхо-сервер на WebSocket)
• WebSocketsTest.org Архивная копия от 7 октября 2010 на Wayback Machine сайт, проверяющий работу WebSockets и Comet в вашем браузере