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Go 웹소켓 구현(코드 포함)

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2019-11-25 15:02:533727검색

Go 웹소켓 구현(코드 포함)

websocket은 핸드셰이크와 데이터 전송 단계, 즉 HTTP 핸드셰이크 + 이중 TCP 연결로 구분됩니다.

#🎜 🎜 #핸드셰이크 단계

핸드셰이크 단계는 일반 HTTP입니다.

클라이언트가 다음 메시지를 보냅니다. 

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

서버 반환 메시지: 

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: s3pPLMBiTxaQ9kYGzzhZRbK+xOo=

Sec-WebSocket-Accept의 계산 방법은 다음과 같습니다. 

base64(hsa1(sec-websocket-key + 258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11))

Sec-WebSocket-Accept가 잘못 계산되면 브라우저에 다음 메시지가 표시됩니다. #🎜 🎜 #

Sec-WebSocket-Accept 불일치

반환이 성공하면 Websocket은 onopen 이벤트를 다시 호출합니다

Data 전송#🎜🎜 #웹소켓의 데이터 전송에 사용되는 프로토콜은 다음과 같습니다. #매개변수에 대한 자세한 설명:

FIN: 1비트, 메시지의 마지막 메시지 조각임을 나타내는 데 사용됩니다. 물론 첫 번째 메시지 조각이 마지막 메시지일 수도 있습니다. 조각;

RSV1, RSV2, RSV3: 두 당사자 간에 맞춤 계약이 없는 경우 이 비트의 값은 0이어야 하며, 그렇지 않으면 WebSocket 연결이 끊어져야 합니다. 🎜🎜##🎜 🎜#Opcode: 4자리 opcode, 페이로드 데이터를 정의합니다. 알 수 없는 opcode가 수신되면 연결을 끊어야 합니다. 정의된 opcode는 다음과 같습니다. Go 웹소켓 구현(코드 포함)

* %x0 연속 메시지 조각

* %x1은 텍스트 메시지 조각을 나타냅니다.

* %x2는 바이너리 메시지 조각을 나타냅니다.

* %x3-7은 다음과 같습니다. 메시지 조각용으로 예약된 향후 비제어 작업 코드

* %x8은 연결이 닫혔음을 의미합니다.

* %x9는 하트비트 확인 핑을 의미합니다

* % xA는 하트비트 확인을 의미합니다. pong

             * %xB-F 향후 제어 메시지 조각을 위한 예약된 opcode

Mask:

1 비트, 전송된 데이터를 정의 마스크가 있습니까? 1로 설정되면 클라이언트가 서버로 보내는 모든 메시지에 대해 마스크 키가 1이 됩니다. #🎜🎜 #페이로드 길이:

전송된 데이터의 길이는 바이트로 표시됩니다: 7비트, 7+16비트 또는 7+64비트.

Masking-key:

0 또는 4바이트, 클라이언트가 서버로 보낸 데이터는 내장된 32비트 값으로 마스크됩니다. 마스크 키는 다음 경우에만 존재합니다. 마스크 비트는 1로 설정됩니다.

페이로드 데이터:

(x+y)비트, 페이로드 데이터는 확장 데이터와 애플리케이션 데이터의 길이를 합한 것입니다.

확장 데이터:

x비트, 클라이언트와 서버 사이에 특별한 합의가 없는 경우 확장 데이터의 길이는 항상 0이며 모든 확장은 다음을 지정해야 합니다. 확장자 데이터의 길이 또는 길이를 계산하는 방법, 핸드셰이크 시 올바른 핸드셰이크를 결정하는 방법. 확장 데이터가 있는 경우 페이로드 데이터의 길이에 확장 데이터가 포함됩니다.

응용 프로그램 데이터:

y 비트, 확장 데이터 뒤에 배치되는 모든 응용 프로그램 데이터, 응용 프로그램 데이터의 길이 = 로드 데이터의 길이 - 로드 데이터의 길이 확장된 데이터.

Instance

go를 사용한 구체적인 구현 예: Client ：# 🎜🎜#

html：

<html>
    <head>
        <script type="text/javascript" src="./jquery.min.js"></script>
    </head>
    <body>
        <input type="button" id="connect" value="websocket connect" />
        <input type="button" id="send" value="websocket send" />
        <input type="button" id="close" value="websocket close" />
    </body>
    <script type="text/javascript" src="./websocket.js"></script>
</html>
js：
var socket;
 
$("#connect").click(function(event){
    socket = new WebSocket("ws://127.0.0.1:8000");
 
    socket.onopen = function(){
        alert("Socket has been opened");
    }
 
    socket.onmessage = function(msg){
        alert(msg.data);
    }
 
    socket.onclose = function() {
        alert("Socket has been closed");
    }
});
 
$("#send").click(function(event){
    socket.send("send from client");
});
 
$("#close").click(function(event){
    socket.close();
})

Server: 

package main
 
import(
    "net"
    "log"
    "strings"
    "crypto/sha1"
    "io"
    "encoding/base64"
    "errors"
)
 
func main() {
    ln, err := net.Listen("tcp", ":8000")
    if err != nil {
        log.Panic(err)
    }
 
    for {
        conn, err := ln.Accept()
        if err != nil {
            log.Println("Accept err:", err)
        }
        for {
            handleConnection(conn)
        }
    }
}
 
func handleConnection(conn net.Conn) {
    content := make([]byte, 1024)
    _, err := conn.Read(content)
    log.Println(string(content))
    if err != nil {
        log.Println(err)
    }
 
    isHttp := false
    // 先暂时这么判断
    if string(content[0:3]) == "GET" {
        isHttp = true;
    }
    log.Println("isHttp:", isHttp)
    if isHttp {
        headers := parseHandshake(string(content))
        log.Println("headers", headers)
        secWebsocketKey := headers["Sec-WebSocket-Key"]
 
        // NOTE：这里省略其他的验证
        guid := "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"
 
        // 计算Sec-WebSocket-Accept
        h := sha1.New()
        log.Println("accept raw:", secWebsocketKey + guid)
 
        io.WriteString(h, secWebsocketKey + guid)
        accept := make([]byte, 28)
        base64.StdEncoding.Encode(accept, h.Sum(nil))
        log.Println(string(accept))
 
        response := "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n"
        response = response + "Sec-WebSocket-Accept: " + string(accept) + "\r\n"
        response = response + "Connection: Upgrade\r\n"
        response = response + "Upgrade: websocket\r\n\r\n"
         
             
        log.Println("response:", response)
        if lenth, err := conn.Write([]byte(response)); err != nil {
            log.Println(err)
        } else {
            log.Println("send len:", lenth)
        }
 
        wssocket := NewWsSocket(conn)
        for {
            data, err := wssocket.ReadIframe()
            if err != nil {
                log.Println("readIframe err:" , err)
            }
            log.Println("read data:", string(data))
            err = wssocket.SendIframe([]byte("good"))
            if err != nil {
                log.Println("sendIframe err:" , err)
            }
            log.Println("send data")
        }
         
    } else {
        log.Println(string(content))
        // 直接读取
    }
}
 
type WsSocket struct {
    MaskingKey []byte
    Conn net.Conn
}
 
func NewWsSocket(conn net.Conn) *WsSocket {
    return &WsSocket{Conn: conn}
}
 
func (this *WsSocket)SendIframe(data []byte) error {
    // 这里只处理data长度<125的
    if len(data) >= 125 {
        return errors.New("send iframe data error")
    }
 
    lenth := len(data)
    maskedData := make([]byte, lenth)
    for i := 0; i < lenth; i++ {
        if this.MaskingKey != nil {
            maskedData[i] = data[i] ^ this.MaskingKey[i % 4]
        } else {
            maskedData[i] = data[i]
        }
    }
 
    this.Conn.Write([]byte{0x81})
 
    var payLenByte byte
    if this.MaskingKey != nil && len(this.MaskingKey) != 4 {
        payLenByte = byte(0x80) | byte(lenth)
        this.Conn.Write([]byte{payLenByte})
        this.Conn.Write(this.MaskingKey)
    } else {
        payLenByte = byte(0x00) | byte(lenth)
        this.Conn.Write([]byte{payLenByte})
    }
    this.Conn.Write(data)
    return nil
}
 
func (this *WsSocket)ReadIframe() (data []byte, err error){
    err = nil
 
    //第一个字节：FIN + RSV1-3 + OPCODE
    opcodeByte := make([]byte, 1)
    this.Conn.Read(opcodeByte)
 
    FIN := opcodeByte[0] >> 7
    RSV1 := opcodeByte[0] >> 6 & 1
    RSV2 := opcodeByte[0] >> 5 & 1
    RSV3 := opcodeByte[0] >> 4 & 1
    OPCODE := opcodeByte[0] & 15
    log.Println(RSV1,RSV2,RSV3,OPCODE)
 
    payloadLenByte := make([]byte, 1)
    this.Conn.Read(payloadLenByte)
    payloadLen := int(payloadLenByte[0] & 0x7F)
    mask := payloadLenByte[0] >> 7
 
    if payloadLen == 127 {
        extendedByte := make([]byte, 8)
        this.Conn.Read(extendedByte)
    }
     
    maskingByte := make([]byte, 4)
    if mask == 1 {
        this.Conn.Read(maskingByte)
        this.MaskingKey = maskingByte
    }
 
    payloadDataByte := make([]byte, payloadLen)
    this.Conn.Read(payloadDataByte)
    log.Println("data:", payloadDataByte)
 
    dataByte := make([]byte, payloadLen)
    for i := 0; i < payloadLen; i++ {
        if mask == 1 {
            dataByte[i] = payloadDataByte[i] ^ maskingByte[i % 4]
        } else {
            dataByte[i] = payloadDataByte[i]
        }
    }
 
    if FIN == 1 {
        data = dataByte
        return
    }
 
    nextData, err := this.ReadIframe()
    if err != nil {
        return
    }
    data = append(data, nextData…)
    return
}
 
func parseHandshake(content string) map[string]string {
    headers := make(map[string]string, 10)
    lines := strings.Split(content, "\r\n")
 
    for _,line := range lines {
        if len(line) >= 0 {
            words := strings.Split(line, ":")
            if len(words) == 2 {
                headers[strings.Trim(words[0]," ")] = strings.Trim(words[1], " ")
            }
        }
    }
    return headers
}
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