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PHP의 웹소켓에 대한 자세한 소개

黄舟
黄舟원래의
2017-09-18 10:46:511700검색

아래에서는 클라이언트와 서버 간 웹소켓 연결을 설정할 때 핸드셰이크 부분을 보여주기 위해 그림을 그렸습니다. 이 부분은 노드에서 제공하는 net 모듈이 이미 소켓을 캡슐화했기 때문에 노드에서 매우 쉽게 완료할 수 있습니다. 연결 설정을 처리할 필요 없이 데이터의 상호 작용만 고려하면 됩니다. 그러나 PHP는 그렇지 않습니다. 소켓 연결, 설정, 바인딩, 모니터링 등을 우리가 직접 수행해야 하므로 이를 꺼내서 이야기할 필요가 있습니다. 


    +--------+    1.发送Sec-WebSocket-Key        +---------+
    |        | --------------------------------> |        |
    |        |    2.加密返回Sec-WebSocket-Accept  |        |
    | client | <-------------------------------- | server |
    |        |    3.本地校验                      |        |
    |        | --------------------------------> |        |
    +--------+                                   +--------+

제가 지난번에 쓴 글을 읽는 학생들은 위 그림에 대해 비교적 포괄적인 이해가 있어야 합니다. ①과 ②는 실제로 HTTP 요청 및 응답이지만 처리 중에 얻는 것은 구문 분석되지 않은 문자열입니다. 예: 


GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.com
Origin: http://example.com

우리가 일반적으로 보는 요청은 다음과 같습니다. 이 요청이 서버에 도달하면 일부 코드 라이브러리를 통해 이 정보를 직접 얻을 수 있습니다.

1. PHP에서 웹소켓 처리

웹소켓 연결은 클라이언트에 의해 활발히 시작되므로 모든 것이 클라이언트에서 시작되어야 합니다. 첫 번째 단계는 클라이언트가 보낸 Sec-WebSocket-Key 문자열을 구문 분석하는 것입니다. 


GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: UpgradeSec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13

클라이언트 요청의 형식은 이전 기사에서도 언급되었습니다(위와 같음). 먼저 PHP는 소켓 연결을 설정하고 포트 정보를 모니터링합니다.

1. 소켓 연결 구축

소켓 구축에 대해서는 대학에서 컴퓨터 네트워크를 공부한 분들이라면 많이 아실 거라 믿습니다. 다음은 연결 구축 과정을 그림으로 나타낸 것입니다.

사진 노드에 비해 이 곳의 처리는 정말 번거롭습니다. 위의 코드 줄은 연결을 설정하지 않지만 소켓을 설정하려면 이 코드를 작성해야 합니다. 처리 과정이 다소 복잡하기 때문에 다양한 프로세스를 클래스로 작성하여 관리 및 호출을 용이하게 했습니다. 

// 建立一个 socket 套接字$master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
socket_set_option($master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);
socket_bind($master, $address, $port);
socket_listen($master);

위 코드는 제가 디버깅한 것입니다. 큰 문제는 없으니 cmd 명령어에 php /path/to/demo.php를 입력하시면 됩니다. ; 물론 위의 내용은 클래스일 뿐입니다. 테스트하려면 새 인스턴스를 만들어야 합니다. 

//demo.php
Class WS {
    var $master;  // 连接 server 的 client
    var $sockets = array(); // 不同状态的 socket 管理
    var $handshake = false; // 判断是否握手

    function __construct($address, $port){
        // 建立一个 socket 套接字
        $this->master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP)   
            or die("socket_create() failed");
        socket_set_option($this->master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)  
            or die("socket_option() failed");
        socket_bind($this->master, $address, $port)                    
            or die("socket_bind() failed");
        socket_listen($this->master, 2)                               
            or die("socket_listen() failed");

        $this->sockets[] = $this->master;

        // debug
        echo("Master socket  : ".$this->master."\n");

        while(true) {
            //自动选择来消息的 socket 如果是握手 自动选择主机
            $write = NULL;
            $except = NULL;
            socket_select($this->sockets, $write, $except, NULL);

            foreach ($this->sockets as $socket) {
                //连接主机的 client 
                if ($socket == $this->master){
                    $client = socket_accept($this->master);
                    if ($client < 0) {
                        // debug
                        echo "socket_accept() failed";
                        continue;
                    } else {
                        //connect($client);
                        array_push($this->sockets, $client);
                        echo "connect client\n";
                    }
                } else {
                    $bytes = @socket_recv($socket,$buffer,2048,0);
                    if($bytes == 0) return;
                    if (!$this->handshake) {
                        // 如果没有握手，先握手回应
                        //doHandShake($socket, $buffer);
                        echo "shakeHands\n";
                    } else {
                        // 如果已经握手，直接接受数据，并处理
                        $buffer = decode($buffer);
                        //process($socket, $buffer); 
                        echo "send file\n";
                    }
                }
            }
        }
    }
}

클라이언트 코드는 약간 더 간단할 수 있습니다.

php /path/to/demo.php;当然，上面只是一个类，如果要测试的话，还得新建一个实例。


$ws = new WS(&#39;localhost&#39;, 4000);

客户端代码可以稍微简单点：


var ws = new WebSocket("ws://localhost:4000");
ws.onopen = function(){
    console.log("握手成功");
};
ws.onerror = function(){
    console.log("error");
};

运行服务器代码，当客户端连接的时候，我们可以看到：

通过上面的代码可以清晰的看到整个交流的过程。首先是建立连接，node 中这一步已经封装到了 net 和 http 模块，然后判断是否握手，如果没有的话，就 shakeHands。这里的握手我直接就 echo 了一个单词，表示进行了这个东西，前文我们提到过握手算法，这里就直接写了。

2. 提取 Sec-WebSocket-Key 信息


function getKey($req) {    
$key = null;    
if (preg_match("/Sec-WebSocket-Key: (.*)\r\n/", $req, $match)) { 
        $key = $match[1]; 
    }    return $key;
}

这里比较简单，直接正则匹配，websocket 信息头一定包含 Sec-WebSocket-Key，所以我们匹配起来也比较快捷~

3. 加密 Sec-WebSocket-Key


function encry($req){    
$key = $this->getKey($req);    
$mask = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";    
return base64_encode(sha1($key . &#39;258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11&#39;, true));
}

将 SHA-1 加密后的字符串再进行一次 base64 加密。如果加密算法错误，客户端在进行校检的时候会直接报错：

4. 应答 Sec-WebSocket-Accept


function dohandshake($socket, $req){    
// 获取加密key    
$acceptKey = $this->encry($req);    
$upgrade = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n" .
               "Upgrade: websocket\r\n" .
               "Connection: Upgrade\r\n" .
               "Sec-WebSocket-Accept: " . $acceptKey . "\r\n" .
               "\r\n";    // 写入socket
    socket_write(socket,$upgrade.chr(0), strlen($upgrade.chr(0)));    
    // 标记握手已经成功，下次接受数据采用数据帧格式    
    $this->handshake = true;
}

这里千万要注意，每一个请求和相应的格式，最后有一个空行，也就是 rn，开始测试的时候把这东西给弄丢了，纠结了半天。

当客户端成功校检key后，会触发 onopen 函数：

5. 数据帧处理


// 解析数据帧
function decode($buffer)  {    
$len = $masks = $data = $decoded = null;    
$len = ord($buffer[1]) & 127;    
if ($len === 126)  {        
$masks = substr($buffer, 4, 4);        
$data = substr($buffer, 8);
    } else if ($len === 127)  {        
    $masks = substr($buffer, 10, 4);        
    $data = substr($buffer, 14);
    } else  {        
    $masks = substr($buffer, 2, 4);        
    $data = substr($buffer, 6);
    }    for ($index = 0; $index < strlen($data); $index++) {        
    $decoded .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4];
    }    return $decoded;
}

这里涉及的编码问题在前文中已经提到过了，这里就不赘述，php 对字符处理的函数太多了，也记得不是特别清楚，这里就没有详细的介绍解码程序，直接把客户端发送的数据原样返回，可以算是一个聊天室的模式吧。


// 返回帧信息处理
function frame($s) {    
$a = str_split($s, 125);    
if (count($a) == 1) {        
return "\x81" . chr(strlen($a[0])) . $a[0];
    }    $ns = "";    foreach ($a as $o) {        
    $ns .= "\x81" . chr(strlen($o)) . $o;
    }    return $ns;
}// 返回数据
function send($client, $msg){    
$msg = $this->frame($msg);
    socket_write($client, $msg, strlen($msg));
}

客户端代码：


var ws = new WebSocket("ws://localhost:4000");
ws.onopen = function(){
    console.log("握手成功");
};
ws.onmessage = function(e){
    console.log("message:" + e.data);
};
ws.onerror = function(){
    console.log("error");
};
ws.send("李靖");

在连通之后发送数据，服务器原样返回：

 

二、注意问题

1. websocket 版本问题

客户端在握手时的请求中有Sec-WebSocket-Version: 13

GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchatSec-WebSocket-Key1: xxxxSec-WebSocket-Key2: xxxx
🎜서버 코드를 실행하면 클라이언트가 연결되면 다음을 볼 수 있습니다. 🎜🎜🎜🎜위 코드를 통해 전체 통신 과정을 명확하게 확인할 수 있습니다. 첫 번째는 연결을 설정하는 것입니다. 노드의 이 단계는 net 및 http 모듈에 캡슐화되어 있으며 그렇지 않은 경우 악수할지 여부를 결정합니다. 여기서의 핸드셰이크에 대해서는 앞서 핸드셰이크 알고리즘에 대해 언급했기 때문에 여기에 직접 작성했습니다. 🎜🎜2. Sec-WebSocket-Key 정보 추출🎜🎜🎜🎜
function encry($key1,$key2,$l8b){ //Get the numbers preg_match_all(&#39;/([\d]+)/&#39;, $key1, $key1_num); preg_match_all(&#39;/([\d]+)/&#39;, $key2, $key2_num);    
$key1_num = implode($key1_num[0]);    
$key2_num = implode($key2_num[0]);    
//Count spaces    
preg_match_all(&#39;/([ ]+)/&#39;, $key1, $key1_spc);    
preg_match_all(&#39;/([ ]+)/&#39;, $key2, $key2_spc);    
if($key1_spc==0|$key2_spc==0){ $this->log("Invalid key");
return; }    //Some math    
$key1_sec = pack("N",$key1_num / $key1_spc);    
$key2_sec = pack("N",$key2_num / $key2_spc);    
return md5($key1_sec.$key2_sec.$l8b,1);
}
🎜이것은 비교적 간단하고 직접적인 정규 매칭이며, websocket 정보 헤더에 Sec-WebSocket-Key가 포함되어 있어야 매칭이 더 빠릅니다~🎜🎜3. -WebSocket-Key🎜🎜🎜🎜
//服务器程序var crypto = require(&#39;crypto&#39;);var WS = &#39;258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11&#39;;
require(&#39;net&#39;).createServer(function(o){    var key;
    o.on(&#39;data&#39;,function(e){        if(!key){            //握手
            key = e.toString().match(/Sec-WebSocket-Key: (.+)/)[1];
            key = crypto.createHash(&#39;sha1&#39;).update(key + WS).digest(&#39;base64&#39;);
            o.write(&#39;HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n&#39;);
            o.write(&#39;Upgrade: websocket\r\n&#39;);
            o.write(&#39;Connection: Upgrade\r\n&#39;);
            o.write(&#39;Sec-WebSocket-Accept: &#39; + key + &#39;\r\n&#39;);
            o.write(&#39;\r\n&#39;);
        }else{
            console.log(e);
        };
    });
}).listen(8000);
🎜 SHA-1 암호화 문자열을 base64로 다시 암호화합니다. 암호화 알고리즘이 잘못된 경우 클라이언트는 확인할 때 오류를 직접 보고합니다. 🎜🎜🎜🎜4 Sec-WebSocket-Accept🎜🎜🎜🎜rrreee🎜에 응답하세요. 각 요청과 해당 형식의 끝에는 rn 코드인 빈 줄이 있습니다. >, 테스트 시작하면서 이거 잃어버리고 한참 고생했어요. 🎜🎜<img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/194/8b30a39b92f6f7e5467453e27b098604-4.jpg" alt="">🎜🎜클라이언트가 키를 성공적으로 확인하면 onopen 기능이 실행됩니다: 🎜🎜<img src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/194/8b30a39b92f6f7e5467453e27b098604-5.jpg" alt="">🎜🎜5. 프레임 처리 🎜🎜🎜🎜rrreee🎜 여기에 관련된 인코딩 문제는 이전 기사에서 언급되었으므로 여기서는 자세히 설명하지 않겠습니다. PHP에는 문자 처리에 대한 기능이 너무 많아서 명확하게 기억되지 않습니다. 여기서는 디코딩 프로그램에 대한 자세한 소개가 없습니다. , 클라이언트가 보낸 데이터를 그대로 반환하는 것은 채팅방 모드라고 볼 수 있습니다. 🎜🎜🎜🎜rrreee🎜클라이언트 코드: 🎜🎜🎜🎜rrreee🎜연결 후 데이터를 보내고 서버는 그대로 반환됩니다. 🎜🎜<img src="https://img.php.cn/upload/article/000/%20000%20/194/0278944a9d5d3fd076b2a4aff413bdb7-6.jpg%20" alt=" "> 🎜🎜 🎜🎜 2.주의 문제 🎜🎜1. WebSocket 버전 문제 handshake 동안 클라이언트의 요청에는 <code> Sec-Websocket-Version : 13 와 같은 버전 식별은 업그레이드된 버전이며 현재의 모든 브라우저는 이 버전을 사용합니다. 이전 버전은 데이터 암호화 부분에서 더 문제가 많았습니다. 🎜 두 개의 키를 보냅니다.<p class="cnblogs_code"><br></p> <pre class="brush:php;toolbar:false">GET /chat HTTP/1.1Host: server.example.com Upgrade: websocket Connection: Upgrade Origin: http://example.com Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchatSec-WebSocket-Key1: xxxxSec-WebSocket-Key2: xxxx</pre> <p>如果是这种版本（比较老，已经没在使用了），需要通过下面的方式获取</p> <p class="cnblogs_code"><br></p><pre class="brush:php;toolbar:false;">function encry($key1,$key2,$l8b){ //Get the numbers preg_match_all(&amp;#39;/([\d]+)/&amp;#39;, $key1, $key1_num); preg_match_all(&amp;#39;/([\d]+)/&amp;#39;, $key2, $key2_num); $key1_num = implode($key1_num[0]); $key2_num = implode($key2_num[0]); //Count spaces preg_match_all(&amp;#39;/([ ]+)/&amp;#39;, $key1, $key1_spc); preg_match_all(&amp;#39;/([ ]+)/&amp;#39;, $key2, $key2_spc); if($key1_spc==0|$key2_spc==0){ $this-&gt;log(&quot;Invalid key&quot;); return; } //Some math $key1_sec = pack(&quot;N&quot;,$key1_num / $key1_spc); $key2_sec = pack(&quot;N&quot;,$key2_num / $key2_spc); return md5($key1_sec.$key2_sec.$l8b,1); }</pre><p>只能无限吐槽这种验证方式！相比 nodeJs 的 websocket 操作方式：</p> <p class="cnblogs_code"><br></p><pre class="brush:php;toolbar:false;">//服务器程序var crypto = require(&amp;#39;crypto&amp;#39;);var WS = &amp;#39;258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11&amp;#39;; require(&amp;#39;net&amp;#39;).createServer(function(o){ var key; o.on(&amp;#39;data&amp;#39;,function(e){ if(!key){ //握手 key = e.toString().match(/Sec-WebSocket-Key: (.+)/)[1]; key = crypto.createHash(&amp;#39;sha1&amp;#39;).update(key + WS).digest(&amp;#39;base64&amp;#39;); o.write(&amp;#39;HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n&amp;#39;); o.write(&amp;#39;Upgrade: websocket\r\n&amp;#39;); o.write(&amp;#39;Connection: Upgrade\r\n&amp;#39;); o.write(&amp;#39;Sec-WebSocket-Accept: &amp;#39; + key + &amp;#39;\r\n&amp;#39;); o.write(&amp;#39;\r\n&amp;#39;); }else{ console.log(e); }; }); }).listen(8000);</pre><p>多么简洁，多么方便！有谁还愿意使用 php 呢。。。。</p>

위 내용은 PHP의 웹소켓에 대한 자세한 소개의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!

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