WebSocket-kättelyn selitys

Kuvittele soittavasi ystävälle, mutta ennen keskustelua sovitte salaisesta kielestä. WebSocket-kättely toimii samalla tavalla!

Se on ratkaiseva alkuvaihe, jossa selaimesi (asiakas) ja palvelin sopivat tavallisen HTTP-yhteyden vaihtamisesta WebSocket-yhteydeksi.

Perinteinen HTTP on suunniteltu lyhyitä, yksittäisiä pyyntöjä ja vastauksia varten. Ajattele verkkosivun lataamista: teet pyynnön, palvelin lähettää vastauksen ja yhteys sulkeutuu.

• Yksisuuntainen: Asiakas tekee pyynnön, palvelin vastaa.
• Lyhytkestoinen: Yhteys sulkeutuu jokaisen vuorovaikutuksen jälkeen.
• Lisäkuorma: Jokainen uusi pyyntö edellyttää uuden yhteyden muodostamista.

WebSockets tarvitsee pysyvän kaksisuuntaisen väylän reaaliaikaisia tietoja varten.

Kättely alkaa, kun asiakas (selaimesi) lähettää palvelimelle tavallisen HTTP GET -pyynnön. Se ei kuitenkaan ole täysin ”tavallinen”!

Pyyntö sisältää erityisiä HTTP-otsakkeita, jotka ilmoittavat asiakkaan haluavan ”päivittää” yhteyden WebSocket-protokollaan. Se on kuin lisäisit puheluusi erityisen pyynnön salaiselle kielelle vaihtamisesta.

Kaksi keskeistä otsaketta kertoo palvelimelle selvästi, että asiakas haluaa WebSocket-yhteyden:

• Upgrade: websocket: Tämä otsake määrittää protokollan, johon asiakas haluaa vaihtaa.
• Connection: Upgrade: Tämä yleinen HTTP-otsake ilmaisee, että asiakas haluaa päivittää tai vaihtaa protokollaa.

Yhdessä ne muodostavat päivityspyynnön ytimen.

Toinen tärkeä asiakkaan lähettämä otsake on Sec-WebSocket-Key.

• Se on 16-tavuinen satunnaisarvo, joka on koodattu Base64-muotoon.
• Se toimii kullekin kättelylle yksilöllisenä ja ennakoimattomana ”nonce-arvona” (kerran käytettävänä lukuna).
• Palvelin käyttää tätä avainta osoittaakseen ymmärtävänsä WebSocket-protokollaa ja estääkseen tietyntyyppiset välimuisti- tai välityspalvelinongelmat.

Sec-WebSocket-Version-otsake on yksinkertainen mutta tärkeä.

Se kertoo palvelimelle, mitä WebSocket-protokollan versiota asiakas käyttää. Tällä hetkellä standardiversio on 13.

Näin varmistetaan, että asiakas ja palvelin puhuvat samaa WebSocket-kielen ”murretta”, mikä takaa yhteensopivuuden.

Jos palvelin tukee WebSocketsia ja hyväksyy päivityksen, se lähettää asiakkaalle erityisen HTTP-vastauksen.

Vastauksen tärkein osa on HTTP-tilakoodi 101: Switching Protocols. Tämä koodi tarkoittaa nimenomaisesti, että palvelin vaihtaa asiakkaan pyytämään protokollaan.

Palvelimen vastaus sisältää myös keskeisiä otsakkeita:

• Upgrade: websocket ja Connection: Upgrade: Nämä vahvistavat asiakkaan otsakkeita mukaillen, että palvelin hyväksyy päivityksen.
• Sec-WebSocket-Accept: Tämä on palvelimen muodostama tiiviste, joka käyttää asiakkaan Sec-WebSocket-Key-avainta ja tiettyä ”taikamerkkijonoa”. Se osoittaa, että palvelin ymmärsi avaimen ja tukee WebSocketsia.

Kun asiakas vastaanottaa ja vahvistaa palvelimen 101-vastauksen, jossa on oikea Sec-WebSocket-Accept-otsake, HTTP-kättely on valmis!

Yhteys on nyt päivitetty täysdupleksiseksi WebSocket-yhteydeksi. Sekä asiakas että palvelin voivat lähettää ja vastaanottaa tietoja samanaikaisesti tämän pysyvän yhteyden kautta, mikä mahdollistaa aidon reaaliaikaisen viestinnän.