概念:
WebSocket是目前比较成熟的技术了,WebSocket协议为创建客户端和服务器端需要实时双向通讯的webapp提供了一个选择,其为HTML5的一部分,WebSocket相较于原来开发这类app的方法来说,其能使开发更加地简单,大部分现在的浏览器都支持WebSocket,比如Firefox,IE,Chrome,Safari,Opera,并且越来越多的服务器框架现在也同样支持WebSocket。
在实际的生产环境中,要求多个WebSocket服务器必须具有高性能和高可用,那么WebSocket协议就需要一个负载均衡层,NGINX从1.3版本开始支持WebSocket,其可以作为一个反向代理和为WebSocket程序做负载均衡。
WebSocket协议与HTTP协议不同,但WebSocket握手与HTTP兼容,使用HTTP升级工具将连接从HTTP升级到WebSocket,这允许WebSocket应用程序更容易地适应现有的基础架构,例如,WebSocket应用程序可以使用标准HTTP端口80和443,从而允许使用现有的防火墙规则。
WebSocket应用程序可以在客户端和服务器之间保持长时间运行的连接,从而有助于开发实时应用程序,用于将连接从HTTP升级到WebSocket的HTTP升级机制使用Upgrade和Connection头,反向代理服务器在支持WebSocket时面临一些挑战,一个是WebSocket是一个逐跳协议,因此当代理服务器拦截客户端的升级请求时,需要向后端服务器发送自己的升级请求,包括相应的头文件,此外,由于WebSocket连接长期存在,与HTTP使用的典型短期连接相反,反向代理需要允许这些连接保持打开状态,而不是关闭它们,因为它们似乎处于空闲状态。
允许在客户机和后端服务器之间建立隧道,NGINX支持WebSocket,对于NGINX将升级请求从客户端发送到后台服务器,必须明确设置Upgrade和Connection标题。
工作机制:
WebSocket是HTML5下一种新的协议,它实现了浏览器与服务器全双工通信,能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯的目的,它与HTTP一样通过已建立的TCP连接来传输数据,但是它和HTTP最大不同是:
1) WebSocket是一种双向通信协议,在建立连接后,WebSocket服务器端和客户端都能主动向对方发送或接收数据,就像Socket一样;
2)WebSocket需要像TCP一样,先建立连接,连接成功后才能相互通信。
WebSocket是类似Socket的TCP长连接通讯模式,一旦WebSocket连接建立后,后续数据都以帧序列的形式传输,在客户端断开WebSocket连接或Server端中断连接前,不需要客户端和服务端重新发起连接请求,在海量并发及客户端与服务器交互负载流量大的情况下,极大的节省了网络带宽资源的消耗,有明显的性能优势,且客户端发送和接受消息是在同一个持久连接上发起,实时性优势明显。
HTTP与Websocket的对比:
1)是真正的全双工方式,建立连接后客户端与服务器端是完全平等的,可以互相主动请求,而HTTP长连接基于HTTP,是传统的客户端对服务器发起请求的模式。
2)HTTP长连接中,每次数据交换除了真正的数据部分外,服务器和客户端还要大量交换HTTP header,信息交换效率很低,Websocket协议通过第一个request建立了TCP连接之后,之后交换的数据都不需要发送 HTTP header就能交换数据,这显然和原有的HTTP协议有区别所以它需要对服务器和客户端都进行升级才能实现(主流浏览器都已支持HTML5),此外还有 multiplexing、不同的URL可以复用同一个WebSocket连接等功能,这些都是HTTP长连接不能做到的。
WebSocket与Http相同点:
- 都是一样基于TCP的,都是可靠性传输协议。
- 都是应用层协议。
WebSocket与Http不同点:
- WebSocket是双向通信协议,模拟Socket协议,可以双向发送或接受信息,HTTP是单向的。
- WebSocket是需要浏览器和服务器握手进行建立连接的,而http是浏览器发起向服务器的连接,服务器预先并不知道这个连接。
WebSocket与Http联系:
WebSocket在建立握手时,数据是通过HTTP传输的,但是建立之后,在真正传输时候是不需要HTTP协议的。
在WebSocket中,只需要服务器和浏览器通过HTTP协议进行一个握手的动作,然后单独建立一条TCP的通信通道进行数据的传送。
WebSocket连接的过程是:
1)客户端发起http请求,经过3次握手后,建立起TCP连接;http请求里存放WebSocket支持的版本号等信息,如:Upgrade、Connection、WebSocket-Version等;
2)服务器收到客户端的握手请求后,同样采用HTTP协议回馈数据;
3)客户端收到连接成功的消息后,开始借助于TCP传输信道进行全双工通信。
配置示例:
1)编辑nginx.conf,在http区域内一定要添加下面配置:
map $http_upgrade $connection_upgrade {
default upgrade;
‘’close;
}
map指令的作用:
该作用主要是根据客户端请求中$http_upgrade 的值,来构造改变$connection_upgrade的值,即根据变量$http_upgrade的值创建新的变量$connection_upgrade,
创建的规则就是{}里面的东西。其中的规则没有做匹配,因此使用默认的,即 $connection_upgrade 的值会一直是 upgrade。然后如果 $http_upgrade为空字符串的话,
那值会是 close。
2)编辑vhosts下虚拟主机的配置文件,在location匹配配置中添加如下内容:
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection “Upgrade”;
示例如下:
upstream socket.kevin.com {
hash$remote_addr consistent;
server 10.0.12.108:9000;
server 10.0.12.109:9000;
}
location / {
proxy_pass http://socket.kevin.com/;
proxy_set_header Host $host:$server_port;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection “upgrade”;
}