Разработка веб-сокета - статьи php

Node.js задняя часть PHP WebSocket

Ниже я нарисовал диаграмму, чтобы продемонстрировать часть рукопожатия при установлении соединения через веб-сокет между клиентом и сервером.Эта часть может быть очень легко выполнена в узле, потому что сетевой модуль, предоставленный узлом, уже инкапсулирует сокет-сокет.Разработчики используют, когда вам нужно только рассматривать взаимодействие данных и не заниматься установлением соединений. Однако php этого не делает.От подключения к сокету, установления, привязки, мониторинга и т. Д. Нам нужно самим управлять этим, поэтому необходимо взять его и поговорить об этом.

    +--------+    1.发送Sec-WebSocket-Key        +---------+
    |        | --------------------------------> |        |
    |        |    2.加密返回Sec-WebSocket-Accept  |        |
    | client | <-------------------------------- | server |
    |        |    3.本地校验                      |        |
    |        | --------------------------------> |        |
    +--------+                                   +--------+

Прочитай что я написалпредыдущий постУчащиеся должны иметь более полное представление о приведенной выше картине. ① и ② на самом деле представляют собой HTTP-запрос и ответ, но в процессе обработки мы получаем неразобранную строку. как:

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Origin: http://example.com

Запрос, который мы обычно видим, выглядит так: когда эта штука поступает на сторону сервера, мы можем получить эту информацию напрямую через какие-то кодовые базы.

1. Обработка вебсокета в php

Соединение WebSocket инициируется клиентом, поэтому все начинается с клиента. Первым шагом является анализ строки Sec-WebSocket-Key, отправленной клиентом.

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: dGhlIHNhbXBsZSBub25jZQ==
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Version: 13

ПреамбулаФормат клиентского запроса (как указано выше) также упоминается в тексте.Сначала php устанавливает соединение через сокет и прослушивает информацию о порте.

1. Установка сокетного соединения

Что касается установления сокетных сокетов, я думаю, что это знают многие люди, изучавшие компьютерные сети в университетах.Следующий процесс установления соединения:

// 建立一个 socket 套接字
$master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP);
socket_set_option($master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1);
socket_bind($master, $address, $port);
socket_listen($master);

По сравнению с узлом, обработка в этом месте слишком хлопотная.Вышеприведенные строки кода не устанавливают соединение, но эти коды - это то, что нужно написать, чтобы установить сокетный сокет. Так как процесс обработки немного сложен, я написал различные обработки в класс для удобства управления и вызова.

//demo.php
Class WS {
    var $master;  // 连接 server 的 client
    var $sockets = array(); // 不同状态的 socket 管理
    var $handshake = false; // 判断是否握手

    function __construct($address, $port){
        // 建立一个 socket 套接字
        $this->master = socket_create(AF_INET, SOCK_STREAM, SOL_TCP)   
            or die("socket_create() failed");
        socket_set_option($this->master, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, 1)  
            or die("socket_option() failed");
        socket_bind($this->master, $address, $port)                    
            or die("socket_bind() failed");
        socket_listen($this->master, 2)                               
            or die("socket_listen() failed");

        $this->sockets[] = $this->master;

        // debug
        echo("Master socket  : ".$this->master."\n");

        while(true) {
            //自动选择来消息的 socket 如果是握手 自动选择主机
            $write = NULL;
            $except = NULL;
            socket_select($this->sockets, $write, $except, NULL);

            foreach ($this->sockets as $socket) {
                //连接主机的 client 
                if ($socket == $this->master){
                    $client = socket_accept($this->master);
                    if ($client < 0) {
                        // debug
                        echo "socket_accept() failed";
                        continue;
                    } else {
                        //connect($client);
                        array_push($this->sockets, $client);
                        echo "connect client\n";
                    }
                } else {
                    $bytes = @socket_recv($socket,$buffer,2048,0);
                    if($bytes == 0) return;
                    if (!$this->handshake) {
                        // 如果没有握手,先握手回应
                        //doHandShake($socket, $buffer);
                        echo "shakeHands\n";
                    } else {
                        // 如果已经握手,直接接受数据,并处理
                        $buffer = decode($buffer);
                        //process($socket, $buffer); 
                        echo "send file\n";
                    }
                }
            }
        }
    }
}
Код теста рукопожатия demo.php

 

Приведенный выше код отлаживается мной, и в этом нет большой проблемы.Если вы хотите протестировать, вы можете ввести в командной строке cmdphp /path/to/demo.php; Конечно, это всего лишь класс, если вы хотите протестировать, вам нужно создать новый экземпляр.

$ws = new WS('localhost', 4000);

Клиентский код может быть немного проще:

var ws = new WebSocket("ws://localhost:4000");
ws.onopen = function(){
    console.log("握手成功");
};
ws.onerror = function(){
    console.log("error");
};

Запустив серверный код, когда клиент подключится, мы увидим:

Весь коммуникационный процесс хорошо виден в приведенном выше коде. Первый — установить соединение.Этот шаг в узле инкапсулирован в модули net и http, а затем определить, нужно ли пожимать руку.Если нет, то пожать руку. В этом рукопожатии я прямо повторил слово, указывающее на то, что это дело было выполнено,ПреамбулаМы упомянули алгоритм рукопожатия, который написан прямо здесь.

2. Извлеките информацию Sec-WebSocket-Key

function getKey($req) {
    $key = null;
    if (preg_match("/Sec-WebSocket-Key: (.*)\r\n/", $req, $match)) { 
        $key = $match[1]; 
    }
    return $key;
}

Это относительно простое, прямое регулярное сопоставление, информационный заголовок веб-сокета должен содержать Sec-WebSocket-Key, чтобы мы могли сопоставлять быстрее~

3. Зашифровать Sec-WebSocket-Key

function encry($req){
    $key = $this->getKey($req);
    $mask = "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";

    return base64_encode(sha1($key . '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11', true));
}

Снова выполните шифрование base64 в зашифрованной строке SHA-1. Если алгоритм шифрования неверен, клиент сразу сообщит об ошибке при проверке:

4. Ответ Sec-WebSocket-Accept

function dohandshake($socket, $req){
    // 获取加密key
    $acceptKey = $this->encry($req);
    $upgrade = "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n" .
               "Upgrade: websocket\r\n" .
               "Connection: Upgrade\r\n" .
               "Sec-WebSocket-Accept: " . $acceptKey . "\r\n" .
               "\r\n";

    // 写入socket
    socket_write(socket,$upgrade.chr(0), strlen($upgrade.chr(0)));
    // 标记握手已经成功,下次接受数据采用数据帧格式
    $this->handshake = true;
}

Здесь важно отметить, что каждый запрос и соответствующий формат имеют в конце пустую строку, т.е.\r\n, я потерял эту штуку, когда начал тест и долго бился.

Когда клиент успешно проверит ключ, он вызовет функцию onopen:

5. Обработка фрейма данных

// 解析数据帧
function decode($buffer)  {
    $len = $masks = $data = $decoded = null;
    $len = ord($buffer[1]) & 127;

    if ($len === 126)  {
        $masks = substr($buffer, 4, 4);
        $data = substr($buffer, 8);
    } else if ($len === 127)  {
        $masks = substr($buffer, 10, 4);
        $data = substr($buffer, 14);
    } else  {
        $masks = substr($buffer, 2, 4);
        $data = substr($buffer, 6);
    }
    for ($index = 0; $index < strlen($data); $index++) {
        $decoded .= $data[$index] ^ $masks[$index % 4];
    }
    return $decoded;
}

Проблема с кодировкой была упомянута в предыдущей статье, поэтому я не буду повторяться здесь, PHP имеет слишком много функций для обработки символов, и я не помню это четко, здесь нет подробного введения в программу декодирования. , Данные возвращаются как есть, что можно рассматривать как режим чата.

// 返回帧信息处理
function frame($s) {
    $a = str_split($s, 125);
    if (count($a) == 1) {
        return "\x81" . chr(strlen($a[0])) . $a[0];
    }
    $ns = "";
    foreach ($a as $o) {
        $ns .= "\x81" . chr(strlen($o)) . $o;
    }
    return $ns;
}

// 返回数据
function send($client, $msg){
    $msg = $this->frame($msg);
    socket_write($client, $msg, strlen($msg));
}

Код клиента:

var ws = new WebSocket("ws://localhost:4000");
ws.onopen = function(){
    console.log("握手成功");
};
ws.onmessage = function(e){
    console.log("message:" + e.data);
};
ws.onerror = function(){
    console.log("error");
};
ws.send("李靖");

После отправки данных после подключения сервер возвращает как есть:

 

Во-вторых, обратите внимание на проблему

1. Проблема с версией веб-сокета

У клиента есть запрос во время рукопожатияSec-WebSocket-Version: 13Такой идентификатор версии, это версия апгрейда, и теперь браузер этой версии. Предыдущая версия более хлопотна в шифровании данных, она будет отправлять два ключа:

GET /chat HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Origin: http://example.com
Sec-WebSocket-Protocol: chat, superchat
Sec-WebSocket-Key1: xxxx
Sec-WebSocket-Key2: xxxx

Если это именно эта версия (более старая и больше не используется), вам необходимо получить ее следующим образом.

function encry($key1,$key2,$l8b){ //Get the numbers preg_match_all('/([\d]+)/', $key1, $key1_num); preg_match_all('/([\d]+)/', $key2, $key2_num);

    $key1_num = implode($key1_num[0]);
    $key2_num = implode($key2_num[0]);
    //Count spaces
    preg_match_all('/([ ]+)/', $key1, $key1_spc);
    preg_match_all('/([ ]+)/', $key2, $key2_spc);

    if($key1_spc==0|$key2_spc==0){ $this->log("Invalid key");return; }
    //Some math
    $key1_sec = pack("N",$key1_num / $key1_spc);
    $key2_sec = pack("N",$key2_num / $key2_spc);

    return md5($key1_sec.$key2_sec.$l8b,1);
}

Я могу только бесконечно жаловаться на этот метод проверки! По сравнению с режимом работы websocket nodeJs:

//服务器程序
var crypto = require('crypto');
var WS = '258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11';
require('net').createServer(function(o){
    var key;
    o.on('data',function(e){
        if(!key){
            //握手
            key = e.toString().match(/Sec-WebSocket-Key: (.+)/)[1];
            key = crypto.createHash('sha1').update(key + WS).digest('base64');
            o.write('HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n');
            o.write('Upgrade: websocket\r\n');
            o.write('Connection: Upgrade\r\n');
            o.write('Sec-WebSocket-Accept: ' + key + '\r\n');
            o.write('\r\n');
        }else{
            console.log(e);
        };
    });
}).listen(8000);

Как лаконично и как удобно! Кто хочет использовать php в любом случае. . . .

2. Код разбора фрейма данных

В этой статье не приводится код синтаксического анализа фрейма данных, такой как decodeFrame. Формат фрейма данных приведен в предыдущей статье, а синтаксический анализ выполняется исключительно вручную.

3. Загрузка кода

对这部分感兴趣的同学,可以再去深究。 при условииЗагрузка исходного кода.

4. Ссылки на связанные библиотеки с открытым исходным кодом

socketo.meRatchet — это библиотека WebSockets, упакованная для php. ]

Поиск в Googlephp+websoket+class, и можно найти много нужной информации.

В-третьих, справочные материалы

 

награда

Уведомление об авторских правах: Attribution-Non-Commercial-No Derivatives 3.0 International (CC BY-NC-ND 3.0)