--- title: 用C＃来编写WebSocket服务器 slug: Web/API/WebSockets_API/Writing_WebSocket_server tags: - HTML5 - NeedsMarkupWork - Tutorial - WebSockets translation_of: Web/API/WebSockets_API/Writing_WebSocket_server ---

介绍

如果你想学习如何使用 WebSocket API，那么有一台服务器将会是非常有用的。在本文中，我将向你展示如何使用C#来写后端。你可以使用任何可用于后端开发的语言来做这个事, 但是,要为了使例子简明易懂，我选择微软的C#。

此服务器符合 RFC 6455 因此，因此它只处理来自 Chrome16，Firefox 11，IE 10 及更高版本的连接。

第一步

WebSockets 通过 TCP (传输控制协议) 连接进行通信.。幸运的是, C# 中有一个 TcpListener 类。 它位于 System.Net.Sockets 的命名空间。

最好使用 using 关键字来包含命名空间，这样在你写代码的时候就不需要指定详细的命名空间。

TcpListener

构造函数：

TcpListener(System.Net.IPAddress localaddr, int port)

localaddr 是监听地址,  port 是监听端口.

如果字符串创建 IPAddress 对象，请使用 Parse静态方法。

方法:

下面是基于服务端的实现：

​using System.Net.Sockets;
using System.Net;
using System;

class Server {
    public static void Main() {
        TcpListener server = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), 80);

        server.Start();
        Console.WriteLine("Server has started on 127.0.0.1:80.{0}Waiting for a connection...", Environment.NewLine);

        TcpClient client = server.AcceptTcpClient();

        Console.WriteLine("A client connected.");
    }
}

TcpClient

方法:

属性:

NetworkStream

方法:

让我们扩充一下我们的示例.

TcpClient client = server.AcceptTcpClient();

Console.WriteLine("A client connected.");

NetworkStream stream = client.GetStream();

//enter to an infinite cycle to be able to handle every change in stream
while (true) {
    while (!stream.DataAvailable);

    Byte[] bytes = new Byte[client.Available];

    stream.Read(bytes, 0, bytes.Length);
}

握手

当一个客户端连接到服务器时，它会发送一个GET请求将现在一个简单的HTTP请求升级为一个WebSocket请求。这被称为握手。

下面是一段检测从客户端发来的GET请求的代码。需要注意的是，下面的程序在没有收到消息开头的3个有效字节前将处于阻塞状态。在生产环境下，应该考虑使用可用于替代的解决方案。

using System.Text;
using System.Text.RegularExpressions;

while(client.Available < 3)
{
   // wait for enough bytes to be available
}

Byte[] bytes = new Byte[client.Available];

stream.Read(bytes, 0, bytes.Length);

//translate bytes of request to string
String data = Encoding.UTF8.GetString(bytes);

if (Regex.IsMatch(data, "^GET")) {

} else {

}

回应的消息很容易构造，但是可能会有一点难以理解。完整的关于服务器握手的解释可以在 RFC 6455, section 4.2.2 找到。从我们的目的出发，我们将构造一个简单的回应消息。

你必须：

  1. 获取请求头中"Sec-WebSocket-Key"字段的值，这个字段值不能有任何的前导和后继空格字符
  2. 将它与"258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"(一个 RFC 6455 中规定的特殊的 GUID )拼接起来
  3. 计算新的值的 SHA-1 和 Base64 哈希值
  4. 将哈希值写回到一个HTTP响应头，作为"Sec-WebSocket-Accept"字段的值

if (new System.Text.RegularExpressions.Regex("^GET").IsMatch(data))
{
    const string eol = "\r\n"; // HTTP/1.1 defines the sequence CR LF as the end-of-line marker

    Byte[] response = Encoding.UTF8.GetBytes("HTTP/1.1 101 Switching Protocols" + eol
        + "Connection: Upgrade" + eol
        + "Upgrade: websocket" + eol
        + "Sec-WebSocket-Accept: " + Convert.ToBase64String(
            System.Security.Cryptography.SHA1.Create().ComputeHash(
                Encoding.UTF8.GetBytes(
                    new System.Text.RegularExpressions.Regex("Sec-WebSocket-Key: (.*)").Match(data).Groups[1].Value.Trim() + "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11"
                )
            )
        ) + eol
        + eol);

    stream.Write(response, 0, response.Length);
}

解密消息

在一次成功的握手之后，客户端将向服务器发送加密后的消息

如果我们发送了 "MDN"，那么我们会得到下面这些字节：

129 131 61 84 35 6 112 16 109

让我们看看这些字节意味着什么。

第一个字节，当前值是129，是按位组成的，分解如下：

FIN (Bit 0) RSV1 (Bit 1) RSV2 (Bit 2) RSV3 (Bit 3) Opcode (Bit 4:7)
1 0 0 0 0x1=0001

第二个字节，当前值是131，是另一个按位组成的部分，分解如下：

MASK (Bit 0) Payload Length (Bit 1:7)
1 0x83=0000011

因为在客户端到服务器的消息中第一位总是1，所以你可以将这个字节减去128去除 MASK 位。

需要注意的是MASK位在我们的消息中被置为1。这意味着接下来的4个字节(61, 84, 35, 6) 是用于解码消息的掩码字节。这些字节在每个消息中都不是固定不变的。

剩下的字节是加密后的消息载荷。

解密算法

Di = Ei XOR M(i mod 4)

D 是解密后的消息数组， E 是被加密的消息数组， M 是掩码字节数组， i 是需要解密的消息字节的序号。

C# 示例：

Byte[] decoded = new Byte[3];
Byte[] encoded = new Byte[3] {112, 16, 109};
Byte[] mask = new Byte[4] {61, 84, 35, 6};

for (int i = 0; i < encoded.Length; i++) {
    decoded[i] = (Byte)(encoded[i] ^ mask[i % 4]);
}

有关文档