【计算机网络 - 基础问题】每日 3 题（四十七）

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139. 怎么建立 WebSocket 连接？

我们平时刷网页，一般都是在浏览器上刷的，一会刷刷图文，这时候用的是 HTTP 协议，一会打开网页游戏，这时候就得切换成我们新介绍的 WebSocket 协议。

为了兼容这些使用场景。浏览器在 TCP 三次握手建立连接之后，都统一使用 HTTP 协议先进行一次通信。

如果此时是普通的 HTTP 请求，那后续双方就还是老样子继续用普通 HTTP 协议进行交互，这点没啥疑问。
如果这时候是想建立 WebSocket 连接，就会在 HTTP 请求里带上一些特殊的 header 头，如下：

Connection: Upgrade
Upgrade: WebSocket
Sec-WebSocket-Key: T2a6wZlAwhgQNqruZ2YUyg==\r\n

这些 header 头的意思是，浏览器想升级协议（Connection: Upgrade），并且想升级成 WebSocket 协议（Upgrade: WebSocket）。同时带上一段随机生成的 base64 码（Sec-WebSocket-Key），发给服务器。

如果服务器正好支持升级成 WebSocket 协议。就会走 WebSocket 握手流程，同时根据客户端生成的 base64 码，用某个公开的算法变成另一段字符串，放在 HTTP 响应的 Sec-WebSocket-Accept 头里，同时带上 101 状态码，发回给浏览器。HTTP 的响应如下：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n
Sec-WebSocket-Accept: iBJKv/ALIW2DobfoA4dmr3JHBCY=\r\n
Upgrade: WebSocket\r\n
Connection: Upgrade\r\n

HTTP 状态码 = 200（正常响应）的情况，大家见得多了。101 确实不常见，它其实是指协议切换。

在这里插入图片描述

之后，浏览器也用同样的公开算法将base64 码转成另一段字符串，如果这段字符串跟服务器传回来的字符串一致，那验证通过。

在这里插入图片描述

就这样经历了一来一回两次 HTTP 握手，WebSocket 就建立完成了，后续双方就可以使用 Webscoket 的数据格式进行通信了。

在这里插入图片描述

140. WebSocket 的使用场景

WebSocket 完美继承了 TCP 协议的全双工能力，并且还贴心的提供了解决粘包的方案。

它适用于需要服务器和客户端（浏览器）频繁交互的大部分场景，比如网页/小程序游戏，网页聊天室，以及一些类似飞书这样的网页协同办公软件。

回到文章开头的问题，在使用 WebSocket 协议的网页游戏里，怪物移动以及攻击玩家的行为是服务器逻辑产生的，对玩家产生的伤害等数据，都需要由服务器主动发送给客户端，客户端获得数据后展示对应的效果。

141. Websocket 如何进行限流？

1、连接限制：通过限制连接数来控制服务器资源的使用情况。可以设置一个最大连接数，当连接数超过这个限制时，新的连接请求就会被拒绝。这种方法通常需要使用一些负载均衡器来实现。

2、速率限制：通过限制每个客户端的请求速率来控制服务器的负载。可以设置一个固定的速率，每个客户端只能在一定时间内发送一定数量的请求。这种方法通常需要使用一些中间件来实现，例如 Redis 等。

3、消息大小限制：通过限制每个消息的大小来控制服务器的负载。可以设置一个最大的消息大小，当消息大小超过这个限制时，消息就会被拒绝。这种方法通常需要在 WebSocket 协议的底层实现中进行处理。