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内容不断更新，目前包括协议中握手和数据帧的分析
1.1 背景
1.2 协议概览
协议包含两部分：握手，数据传输。
客户端的握手如下：
GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13
服务端的握手如下：
HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo= Sec-WebSocket-Protocol: chat
客户端和服务端都发送了握手，并且成功，数据传输即可开始。
1.3 发起握手
发起握手是为了兼容基于HTTP的服务端程序，这样一个端口可以同时处理HTTP客户端和WebSocket客户端
因此WebSocket客户端握手是一个HTTP Upgrade请求：
GET /chat HTTP/1.1 Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ== Origin: http://example.com Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat Sec-WebSocket-Version: 13
握手中的域的顺序是任意的。
5 数据帧
5.1 概述
WebScoket协议中，数据以帧序列的形式传输。
考虑到数据安全性，客户端向服务器传输的数据帧必须进行掩码处理。服务器若接收到未经过掩码处理的数据帧，则必须主动关闭连接。
服务器向客户端传输的数据帧一定不能进行掩码处理。客户端若接收到经过掩码处理的数据帧，则必须主动关闭连接。
针对上情况，发现错误的一方可向对方发送close帧（状态码是1002，表示协议错误），以关闭连接。
5.2 帧协议
WebSocket数据帧结构如下图所示：
0 1 2 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
|F|R|R|R| opcode|M| Payload len | Extended payload length |
|I|S|S|S| (4) |A| (7) | (16/64) |
|N|V|V|V| |S| | (if payload len==126/127) |
| |1|2|3| |K| | |
+-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - +
| Extended payload length continued, if payload len == 127 |
+ - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+
| |Masking-key, if MASK set to 1 |
+-------------------------------+-------------------------------+
| Masking-key (continued) | Payload Data |
+-------------------------------- - - - - - - - - - - - - - - - +
: Payload Data continued ... :
+ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +
| Payload Data continued ... |
+---------------------------------------------------------------+
FIN：1位
表示这是消息的最后一帧（结束帧），一个消息由一个或多个数据帧构成。若消息由一帧构成，起始帧即结束帧。
RSV1，RSV2，RSV3：各1位
MUST be 0 unless an extension is negotiated that defines meanings for non-zero values. If a nonzero value is received and none of the negotiated extensions defines the meaning of such a nonzero value, the receiving endpoint MUST _Fail the WebSocket Connection_.
这里我翻译不好，大致意思是如果未定义扩展，各位是0；如果定义了扩展，即为非0值。如果接收的帧此处非0，扩展中却没有该值的定义，那么关闭连接。
OPCODE：4位
解释PayloadData，如果接收到未知的opcode，接收端必须关闭连接。
0x0表示附加数据帧
0x1表示文本数据帧
0x2表示二进制数据帧
0x3-7暂时无定义，为以后的非控制帧保留
0x8表示连接关闭
0x9表示ping
0xA表示pong
0xB-F暂时无定义，为以后的控制帧保留
MASK：1位
用于标识PayloadData是否经过掩码处理。如果是1，Masking-key域的数据即是掩码密钥，用于解码PayloadData。客户端发出的数据帧需要进行掩码处理，所以此位是1。
Payload length：7位，7+16位，7+64位
PayloadData的长度（以字节为单位）。
如果其值在0-125，则是payload的真实长度。
如果值是126，则后面2个字节形成的16位无符号整型数的值是payload的真实长度。注意，网络字节序，需要转换。
如果值是127，则后面8个字节形成的64位无符号整型数的值是payload的真实长度。注意，网络字节序，需要转换。
长度表示遵循一个原则，用最少的字节表示长度（我理解是尽量减少不必要的传输）。举例说，payload真实长度是124，在0-125之间，必须用前7位表示；不允许长度1是126或127，然后长度2是124，这样违反原则。
Payload长度是ExtensionData长度与ApplicationData长度之和。ExtensionData长度可能是0，这种情况下，Payload长度即是ApplicationData长度。
WebSocket协议规定数据通过帧序列传输。
客户端必须对其发送到服务器的所有帧进行掩码处理。
服务器一旦收到无掩码帧，将关闭连接。服务器可能发送一个状态码是1002（表示协议错误）的Close帧。
而服务器发送客户端的数据帧不做掩码处理，一旦客户端发现经过掩码处理的帧，将关闭连接。客户端可能使用状态码1002。
消息分片
分片目的是发送长度未知的消息。如果不分片发送，即一帧，就需要缓存整个消息，计算其长度，构建frame并发送；使用分片的话，可使用一个大小合适的buffer，用消息内容填充buffer，填满即发送出去。
分片规则：
1.一个未分片的消息只有一帧（FIN为1，opcode非0）
2.一个分片的消息由起始帧（FIN为0，opcode非0），若干（0个或多个）帧（FIN为0，opcode为0），结束帧（FIN为1，opcode为0）。
3.控制帧可以出现在分片消息中间，但控制帧本身不允许分片。
4.分片消息必须按次序逐帧发送。
5.如果未协商扩展的情况下，两个分片消息的帧之间不允许交错。
6.能够处理存在于分片消息帧之间的控制帧
7.发送端为非控制消息构建长度任意的分片
8.client和server兼容接收分片消息与非分片消息
9.控制帧不允许分片，中间媒介不允许改变分片结构（即为控制帧分片）
10.如果使用保留位，中间媒介不知道其值表示的含义，那么中间媒介不允许改变消息的分片结构
11.如果协商扩展，中间媒介不知道，那么中间媒介不允许改变消息的分片结构，同样地，如果中间媒介不了解一个连接的握手信息，也不允许改变该连接的消息的分片结构
12.由于上述规则，一个消息的所有分片是同一数据类型（由第一个分片的opcode定义）的数据。因为控制帧不允许分片，所以一个消息的所有分片的数据类型是文本、二进制、opcode保留类型中的一种。
需要注意的是，如果控制帧不允许夹杂在一个消息的分片之间，延迟会较大，比如说当前正在传输一个较大的消息，此时的ping必须等待消息传输完成，才能发送出去，会导致较大的延迟。为了避免类似问题，需要允许控制帧夹杂在消息分片之间。
控制帧
根据官方文档整理，官方文档参考http://datatracker.ietf.org/doc/rfc6455/?include_text=1
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原文地址：http://www.cnblogs.com/zhangym/p/6814508.html
