Websocket原理及使用情境[轉載]

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WebSocket的使用情境

社交聊天、彈幕、多玩家遊戲、協同編輯、股票基金即時報價、體育實況更新、視頻會議/聊天、基於位置的應用、線上教育、智能家居等需要高即時的情境

由輪詢到WebSocket

1 輪詢

用戶端和伺服器之間會一直進行串連，每隔一段時間就詢問一次。用戶端會輪詢，有沒有新訊息。這種方式串連數會很多，一個接受，一個發送。而且每次發送請求都會有Http的Header，會很耗流量，也會消耗CPU的利用率。

2 長輪詢

長輪詢是對輪詢的改進版，用戶端發送HTTP給伺服器之後，有沒有新訊息，如果沒有新訊息，就一直等待。當有新訊息的時候，才會返回給用戶端。在某種程度上減小了網路頻寬和CPU利用率等問題。但是這種方式還是有一種弊端：例如假設伺服器端的資料更新速度很快，伺服器在傳送一個資料包給用戶端後必須等待用戶端的下一個Get請求到來，才能傳遞第二個更新的資料包給用戶端，那麼這樣的話，用戶端顯示即時資料最快的時間為2×RTT（往返時間），而且如果在網路擁塞的情況下，這個時間使用者是不能接受的，比如在股市的的報價上。另外，由於http資料包的頭部資料量往往很大（通常有400多個位元組），但是真正被伺服器需要的資料卻很少（有時只有10個位元組左右），這樣的資料包在網路上周期性的傳輸，難免對網路頻寬是一種浪費。

3  WebSocket

現在急需的需求是能支援用戶端和伺服器端的雙向通訊，而且協議的頭部又沒有HTTP的Header那麼大，於是，Websocket就誕生了！流量消耗方面，相同的每秒用戶端輪詢的次數，當次數高達數萬每秒的高頻率次數的時候，WebSocket消耗流量僅為輪詢的幾百分之一

WebSocket協議原理

Websocket是應用程式層第七層上的一個應用程式層協議，它必須依賴 HTTP 協議進行一次握手 ，握手成功後，資料就直接從 TCP 通道傳輸，與 HTTP 無關了。

Websocket的資料轉送是frame形式傳輸的，比如會將一條訊息分為幾個frame，按照先後順序傳輸出去。這樣做會有幾個好處：

1 大資料的傳輸可以分區傳輸，不用考慮到資料大小導致的長度標誌位不足夠的情況。

2 和http的chunk一樣，可以邊產生資料邊傳遞訊息，即提高傳輸效率。

WebSocket和Socket的區別與聯絡

首先，Socket 其實並不是一個協議。它工作在 OSI 模型會話層（第5層），是為了方便大家直接使用更底層協議（一般是 TCP 或 UDP ）而存在的一個抽象層。Socket是對TCP/IP協議的封裝，Socket本身並不是協議，而是一個調用介面(API)。

Socket通常也稱作”通訊端”，用於描述IP地址和連接埠，是一個通訊鏈的控制代碼。網路上的兩個程式通過一個雙向的通訊串連實現資料的交換，這個雙向鏈路的一端稱為一個Socket，一個Socket由一個IP地址和一個連接埠號碼唯一確定。應用程式通常通過”通訊端”向網路發出請求或者應答網路請求。

Socket在通訊過程中，服務端監聽某個連接埠是否有串連請求，用戶端向服務端發送串連請求，服務端收到串連請求向用戶端發出接收訊息，這樣一個串連就建立起來了。用戶端和服務端也都可以相互發送訊息與對方進行通訊，直到雙方串連斷開

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