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.NET WebSocket 核心原理初体验

亿华云2025-10-03 06:52:16【IT科技】9人已围观

简介本文将利用WebSockets(SignalR的一部分)搭建一个可双向通信的ASP.NETCore5应用。( 预告：下期将着重对比gRPC和WebSockets的差异和使用场景)我们先深入研究基本概念

本文将利用WebSockets(SignalR的核心一部分)搭建一个可双向通信的ASP.NETCore5应用。

( 预告：下期将着重对比gRPC和WebSockets的原理验差异和使用场景)

我们先深入研究基本概念，以了解WebSockets幕后情况。初体

WebSockets简介

为支持在在客户端/服务端双向通信，核心引入了WebSockets.

HTTP 1.0：我们每次向服务器发送请求时都需要重新创建连接(关闭之前的原理验连接)。

HTTP 1.1：新增keep-alive语法引入了持久连接机制,初体至此连接可以被重用---这能减小通信延迟(因为服务器能感知客户端，并且不需要为每个请求重开握手过程)

WebSockets 依附于HTTP1.1协议的核心持久连接机制，因此如果你是原理验第一次发起WebSockets连接，这实际是初体一个HTTP1.1请求，协商成功后开始全双工通信。核心

下图描述了初始化(握手),原理验数据传输,关闭WebSockets的过程。

协议有两部分：握手和数据传输

握手

WebSocket与HTTP协议有良好兼容性。初体"握手"阶段采用Http协议，核心默认也是原理验80/443端口，因此握手时不容易屏蔽，初体能通过各种 HTTP 代理服务器。

协议标识符是ws(如果加密，则为wss)，服务器网址就是 URL。服务器租用

ws://example.com:80/some/path

简而言之，WebSocket连接基于单个端口上的HTTP(以TCP传输)：

1.服务器在指定的端口(如80/443)上监听传入的TCP套接字连接

2.客户端使用HTTP GET请求启动握手 (这就是“WebSockets”中的“Web”由来)。

在请求头中，客户端将要求服务器将连接Upgrade到WebSocket。

3.服务器发送握手响应，通知客户端它将把协议从HTTP更改为WebSocket。

4.客户端/服务器协商连接细节。如果条款不匹配，任何一方都可以退出。

GET /ws-endpoint HTTP/1.1 Host: example.com:80 Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Key: L4kHN+1Bx7zKbxsDbqgzHw== Sec-WebSocket-Version: 13

请注意：客户端发送Connection:Upgrade和Upgrade：websocket请求头服务端握手响应：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade Sec-WebSocket-Accept: CTPN8jCb3BUjBjBtdjwSQCytuBo=

注意：服务端返回HTTP/1.1 101 Switching Protocols状态码，其他非101的状态码都指示握手失败。

数据传输

任意一方可以在任意时间发送消息，因为这是全双工通信协议。

消息由一个或多个帧组成，一个帧可以是二进制、文本、控制帧(0x8 Close,0x9 Ping,0xA Pong)

.NETCore Server listening WebSockets

dotnet new webapi -n WebSocketsTutorial dotnet add WebSocketsTutorial/ package Microsoft.AspNet.SignalR

为简化本次内容，我不会谈论SignalR(集线器和其他东西)。

本次将完全基于WebSocket通信。

app.UseWebSockets();

新增WebSocketsController.cs，添加如下代码：

using System; using System.Net.WebSockets; using System.Text; using System.Threading; using System.Threading.Tasks; using Microsoft.AspNetCore.Mvc; using Microsoft.Extensions.Logging; namespace WebSocketsTutorial.Controllers { [ApiController] [Route("[controller]")] public class WebSocketsController : ControllerBase { private readonly ILogger<WebSocketsController> _logger; public WebSocketsController(ILogger<WebSocketsController> logger) { _logger = logger; } [HttpGet("/ws")] public async Task Get() { if (HttpContext.WebSockets.IsWebSocketRequest) { using var webSocket = await HttpContext.WebSockets.AcceptWebSocketAsync(); _logger.Log(LogLevel.Information, "WebSocket connection established"); await Echo(webSocket); } else { HttpContext.Response.StatusCode = 400; } } private async Task Echo(WebSocket webSocket) { var buffer = new byte[1024 * 4]; var result = await webSocket.ReceiveAsync(new ArraySegment<byte>(buffer), CancellationToken.None); _logger.Log(LogLevel.Information, "Message received from Client"); while (!result.CloseStatus.HasValue) { var serverMsg = Encoding.UTF8.GetBytes($"Server: Hello. You said: { Encoding.UTF8.GetString(buffer)}"); await webSocket.SendAsync(new ArraySegment<byte>(serverMsg, 0, serverMsg.Length), result.MessageType, result.EndOfMessage, CancellationToken.None); _logger.Log(LogLevel.Information, "Message sent to Client"); result = await webSocket.ReceiveAsync(new ArraySegment<byte>(buffer), CancellationToken.None); _logger.Log(LogLevel.Information, "Message received from Client"); } await webSocket.CloseAsync(result.CloseStatus.Value, result.CloseStatusDescription, CancellationToken.None); _logger.Log(LogLevel.Information, "WebSocket connection closed"); } } }

在握手之后，亿华云计算服务端不需要等待客户端发起消息，就可以推送消息到客户端。

启动ASP.NET Core 服务端，程序在/ws路由地址监听WebSockets连接，回发客户端发送过来的消息。