WebSocket-handshaken förklarad

Föreställ dig att du ringer en vän, men att ni först kommer överens om ett hemligt språk i stället för att bara börja prata. WebSocket-handskakningen fungerar på ett liknande sätt!

Det är det viktiga första steget där webbläsaren (klienten) och en server kommer överens om att byta från en vanlig HTTP-anslutning till en WebSocket-anslutning.

Traditionell HTTP är utformat för korta, enstaka begäranden och svar. Tänk på när en webbsida läses in – du frågar, servern skickar och anslutningen stängs.

• Enkelriktat: Klienten skickar en begäran och servern svarar.
• Kortvarigt: Anslutningen stängs efter varje interaktion.
• Overhead: Varje ny begäran kräver att en ny anslutning upprättas.

WebSockets behöver en bestående kommunikationsväg i båda riktningarna för realtidsdata.

Handskakningen börjar med att klienten (din webbläsare) skickar en vanlig HTTP GET-begäran till servern. Men den är inte helt ”vanlig”!

Begäran innehåller särskilda HTTP-headers som signalerar klientens avsikt att ”uppgradera” till WebSocket-protokollet. Det är som att lägga till en särskild anteckning i samtalet där du ber om att få byta till det hemliga språket.

Två viktiga headers talar tydligt om för servern att klienten vill ha en WebSocket-anslutning:

• Upgrade: websocket: Den här headern anger vilket protokoll klienten vill byta till.
• Connection: Upgrade: Den här allmänna HTTP-headern anger att klienten vill uppgradera eller byta protokoll.

Tillsammans utgör de kärnan i uppgraderingsbegäran.

En annan viktig header från klienten är Sec-WebSocket-Key.

• Det är ett slumpmässigt värde på 16 byte, kodat i Base64.
• Den fungerar som en unik och oförutsägbar ”nonce” (ett värde som används en gång) för varje handskakning.
• Servern använder nyckeln för att bevisa att den förstår WebSocket-protokollet och för att förhindra vissa typer av problem med cachelagring eller proxyservrar.

Headern Sec-WebSocket-Version är enkel men viktig.

Den talar om för servern vilken version av WebSocket-protokollet klienten använder. Den aktuella standardversionen är 13.

Det säkerställer att både klient och server använder samma ”dialekt” av WebSocket-språket, vilket garanterar kompatibilitet.

Om servern stöder WebSockets och godkänner uppgraderingen skickar den ett särskilt HTTP-svar tillbaka till klienten.

Den viktigaste delen av svaret är HTTP-statuskoden 101: Switching Protocols. Koden betyder uttryckligen att servern byter protokoll enligt klientens begäran.

Serverns svar innehåller också viktiga headers:

• Upgrade: websocket och Connection: Upgrade: Genom att spegla klientens headers bekräftar dessa att servern godkänner uppgraderingen.
• Sec-WebSocket-Accept: Detta är en hash som servern skapar med hjälp av klientens Sec-WebSocket-Key och en specifik ”magisk sträng”. Den bevisar att servern förstod nyckeln och kan använda WebSockets.

När klienten tar emot och validerar serverns 101-svar med rätt Sec-WebSocket-Accept-header är HTTP-handskakningen klar!

Anslutningen har nu uppgraderats till en WebSocket med full duplex. Både klient och server kan skicka och ta emot data samtidigt över den bestående anslutningen, vilket möjliggör äkta realtidskommunikation.