WebSocket 学习 - 2025/3/14

WebSocket

介绍

HandShake 和 Acknowledgement

在网络通信中，Handshake（握手） 和 Acknowledgement（确认） 是两个非常重要的概念，它们用于确保通信双方能够正确建立连接并可靠地传输数据。以下是它们的详细解释：

---

1. Handshake（握手）

握手是通信双方在正式传输数据之前，进行的一系列交互过程，目的是建立连接并协商通信参数。常见的握手协议包括 TCP 三次握手 和 TLS/SSL 握手。

TCP 三次握手

在 TCP 协议中，握手过程分为三步：

1. SYN（同步）：
   • 客户端向服务器发送一个 SYN 报文，表示请求建立连接。
   • 报文包含一个随机生成的序列号（Sequence Number），用于标识这次通信。
2. SYN-ACK（同步确认）：
   • 服务器收到 SYN 报文后，向客户端发送一个 SYN-ACK 报文。
   • 报文包含确认号（ACK = 客户端的序列号 + 1）和一个新的序列号（服务器的序列号）。
3. ACK（确认）：
   • 客户端收到 SYN-ACK 报文后，向服务器发送一个 ACK 报文。
   • 报文包含确认号（ACK = 服务器的序列号 + 1）。

完成三次握手后，连接正式建立，双方可以开始传输数据。

TLS/SSL 握手

在 HTTPS 等加密通信中，TLS/SSL 握手用于协商加密算法、交换密钥等：

1. 客户端发送支持的加密算法列表和随机数。
2. 服务器选择加密算法并发送自己的随机数和证书。
3. 客户端验证证书，生成预主密钥（Pre-Master Secret），并用服务器的公钥加密后发送。
4. 双方根据随机数和预主密钥生成会话密钥，用于后续加密通信。

---

2. Acknowledgement（确认）

确认是通信过程中，接收方通知发送方数据已成功接收的机制。它用于确保数据的可靠传输，避免数据丢失或重复。

TCP 中的确认

在 TCP 协议中，确认是通过 ACK 报文 实现的：
• 接收方收到数据后，会发送一个 ACK 报文，其中包含确认号（ACK = 接收到的数据的最后一个字节的序列号 + 1）。
• 如果发送方没有收到 ACK，会重发数据，直到收到确认。

应用层中的确认

在一些应用层协议中，确认机制可能更加复杂。例如：
• HTTP/2：通过帧（Frame）和流（Stream）机制实现确认。
• MQTT：通过 PUBACK、SUBACK 等报文实现确认。

---

Handshake 和 Acknowledgement 的区别

特性	Handshake	Acknowledgement
目的	建立连接并协商通信参数	确认数据已成功接收
时机	在通信开始之前	在数据传输过程中
交互次数	通常多次交互（如 TCP 三次握手）	每次数据传输后都可能需要确认
作用	确保双方能够通信	确保数据可靠传输

---

总结

• Handshake 是通信双方建立连接的过程，确保双方能够正确通信。
• Acknowledgement 是接收方通知发送方数据已成功接收的机制，确保数据可靠传输。
两者在网络通信中相辅相成，共同保障了通信的可靠性和正确性。

应用场景

实现步骤