Web Socket Server的Python实现-白红宇

Web Socket Server的Python实现

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发布时间：2019-05-10

本文共 3619 字，大约阅读时间需要 12 分钟。

HTML5提供了许多新接口，其中最令人振奋的无疑是Websocket。正是它的存在令网络双向交互得以实现。

使用Websocket对于客户端来说无疑十分简单。websocket提供了三个简单的函数，onopen,onclose以及onmessage，顾名思义，他们分别监听socket的开启、断开和消息状态。

例如在一个WebSocket的客户端例子中，你可以这样写：

<code>

<!DOCTYPE html>

<head>

<title>Web Socket Example</title>

window.onload = function() {

var s = new WebSocket(“ws://localhost:8000/”);

s.onopen = function(e) { alert(“opened”); }

s.onclose = function(e) { alert(“closed”); }

s.onmessage = function(e) { alert(“got: ” + e.data); }

};

</script>

</head>

<body>

</body>

</html>

</code>

在代码中，首先创建了一个新的socket，指向websocket服务器端：

var s = new WebSocket(“ws://localhost:8000/”);

然后利用三个基本函数实现状态监听。

当然这个例子并不完善，它参考了麻省理工一位研究生Mr. Yang的文章( server/)，而你如果需要更好的客户端测试代码，可以看这里：我们在新的代码里提供了完成的和服务器交互数据的功能，发送数据我们使用的函数是send()，你可以在代码中看到。

我们之所以不直接引用Yang的文章是因为Yang对服务器的理解不够完善，或者用他的话来说就是outdate。

感谢Yang为我们提供了一个简单的socket server的例子，不过可惜放在现在来说它是有问题的，当然我们还是把例子引述如下：

<code>

#!/usr/bin/env python

import socket, threading, time

def handle(s):

print repr(s.recv(4096))

s.send(”’

HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake\r

Upgrade: WebSocket\r

Connection: Upgrade\r

WebSocket-Origin: http://localhost:8888\r

WebSocket-Location: ws://localhost:9876/\r

WebSocket-Protocol: sample

”’.strip() + ‘\r\n\r\n’)

time.sleep(1)

s.send(‘\x00hello\xff’)

time.sleep(1)

s.send(‘\x00world\xff’)

s.close()

s = socket.socket()

s.setsockopt(socket.SOL_SOCKET, socket.SO_REUSEADDR, 1)

s.bind((”, 9876));

s.listen(1);

while 1:

t,_ = s.accept();

threading.Thread(target = handle, args = (t,)).start()

</code>

虽然不符合我的风格，不过作为python代码来说依然是极具优美。

我们可以看到，Yang在代码中首先创建了一个socket，然后进行握手，此处的例子是：

s.send(”’

HTTP/1.1 101 Web Socket Protocol Handshake\r

Upgrade: WebSocket\r

Connection: Upgrade\r

WebSocket-Origin: http://localhost:8888\r

WebSocket-Location: ws://localhost:9876/\r

WebSocket-Protocol: sample

”’.strip() + ‘\r\n\r\n’)

向客户端发送了这样一串字符串作为data的head信息以完成握手。当然如果你认真的去测试了Yang的例子，就会发现这样做是不规范的，或者说是不符合当前的Websocket协议的。

控制台会反馈给你这样的信息：

miss head: Sec-WebSocket-Local

miss head: sec-WebSocket-Origin

这是因为，在第76和77版的websocket协议中，握手远非Yang所做的这般简单。

在draft protocol 76中，具体的握手要求如下

1.Client应从WebSocket-Origin发送head包到WebSocket-Location

2.客户端发送的包结构应该是包括Host，Origin，Sec-WebSocket-Key1， Sec-WebSocket-Key2等信息：

这是我们截取的一个例子：

‘GET / HTTP/1.1\r\n

Upgrade: WebSocket\r\n

Connection: Upgrade\r\n

Host: localhost:9876\r\n

Origin: \r\n

Sec-WebSocket-Key1: c 33w ^T5 1 1C72 ~66 I E=r 8\r\n

Sec-WebSocket-Key2: 354214h9998 f \r\n

3.服务器断获取包后，应该提取总长度为20的sec-websocket-key，然后进行如下计算：

For each of these fields, the server has to take the digits from the value to obtain a number (in this case 1868545188 and 1733470270 respectively), then divide that number by the number of spaces characters in the value (in this case 12 and 10) to obtain a 32-bit number (155712099 and 173347027). These two resulting numbers are then used in the server handshake, as described below.

既首先把以上字符串转化成数字，然后再计算key中的空格数目，并用key值除以空格数得到最后key值。

4.发送包含以下信息的head给client，完成握手，这里我直接贴出代码。

<code>

csock.send(“HTTP/1.1 101 WebSocket Protocol Handshake\r\n”)

csock.send(“Upgrade: WebSocket\r\n”)

csock.send(“Connection: Upgrade\r\n”)

csock.send(“Sec-WebSocket-Origin: http://”+origin+”\r\n”)

csock.send(“Sec-WebSocket-Location: ws://”+host+”:”+str(port)+”/\r\n”)

csock.send(“Sec-WebSocket-Protocol: chat\r\n”)

csock.send(“\r\n”)

</code>

5.在完成握手即可进行数据交互，特别注意的是数据发送应当以0X00开头以0Xff结尾：