【问题标题】:At a low level, how does the Websocket protocol detect the status of a connection?在底层,Websocket 协议如何检测连接的状态?
【发布时间】:2018-01-23 19:57:58
【问题描述】:

我正在与一位工程师讨论 Websocket 开销,我们都不确定 Websocket 如何实际检测客户端连接的状态。

  1. 是否定期向客户端/服务器发送“状态”数据包?
  2. 与低级 API 中的 pingpong 有什么关系吗?
  3. frames 呢?
  4. Websocket 如何检测到客户端已断开连接?服务器?

我很惊讶我在 SO 上找不到这个答案,但这可能是我的错误。我发现this answer 解决了可扩展性问题,但这不是我在这里要问的。 This answer 涉及实施,但不是我在这里追求的深度。

【问题讨论】:

  • Websocket 使用 TCP,它建立和维护对等主机之间的连接。
  • 没有 ping。它以与任何 TCP 应用程序相同的方式检测连接失败。
  • 从技术上讲,TCP 如何做到这一点,因为它与 websocket 相关?

标签: networking tcp websocket network-protocols


【解决方案1】:

webSocket 连接是使用 webSocket 协议的 TCP 连接。默认情况下,只有当底层 TCP 意识到连接已关闭并且 webSocket 层正在侦听连接上的关闭事件时,服务器或客户端才会知道连接何时消失,因此会以这种方式通知它。

webSocket 协议本身并不需要可以定期测试连接是否仍在工作的心跳包。 TCP 套接字可能看起来仍然是活动的,但实际上连接可能仍然无法正常工作。另一端可能已经消失或在两者之间被中断,并且一个或两个端点可能在任何给定时间都不知道。

Socket.io 建立在 webSocket 之上,使用 ping 和 pong 数据包实现心跳,定期测试连接,实际上会在客户端检测到无效连接,关闭套接字,然后自动重新连接。

是否定期向客户端/服务器发送“状态”数据包?

对于常规的 webSocket 连接默认情况下不是。

它与低级 API 中的 ping 或 pong 有什么关系吗?

这取决于客户端或服务器是否要自己发送 ping 或 pong 数据包以实现某种连接验证检测。

帧呢?

webSocket 帧是通过 webSocket 发送数据的数据格式。他们与这个问题没有任何关系。

Websocket 如何检测到它在客户端断开连接?服务器?

如上所述。除非客户端/服务器实现自己的 ping/pong 系统来检测连接何时出错,否则它们仅依靠 TCP 信号来了解连接何时被另一端关闭。在客户端或服务器尝试发送之前,WebSocket 连接可能无法正常工作。


当浏览器窗口/选项卡打开 webSocket 连接,然后窗口/选项卡被重定向到新 URL 时,浏览器将关闭与该窗口/选项卡关联的所有资源,包括任何 webSocket 连接。如果此时客户端和服务器之间的链接正常,那么服务器将被告知底层 TCP 连接(以及 webSocket)已关闭。如果网络链接断开,然后用户将该窗口/选项卡移动到新 URL,则服务器不一定知道连接不起作用,而不依赖 ping/pong 类型的信号来定期测试连接。

如果浏览器崩溃,操作系统应该关闭该进程打开的所有套接字。

如果计算机/操作系统崩溃,套接字可能不会正常关闭(尽管这可能在某种程度上取决于操作系统,也可能取决于崩溃)。

【讨论】:

  • 这是很好的信息。我正在寻找有关断开连接或断开连接(半开连接?)的 TCP 连接协议的详细信息,因为它们与 Websockets 源中的低级实现有关。 RFC 或源链接将有助于我进行更深入的调查。谢谢你到目前为止所提供的东西,@jfriend00!
  • @toszter - 使用 Google 可以找到很多东西。这里有一些:What happens to TCP connections when I remove the ethernet cableDetection of Half Open (dropped) ConnectionsHow does TCP terminate if one machine dies。另外,如果这是有用的信息,您是否愿意至少支持我的回答?
  • @toszter - TCP 本身不会知道连接已经终止,直到它从另一端接收到关闭数据包,或者直到它尝试发送数据并收到错误并且所有重试尝试都失败。需要某种保持活动的数据包和响应才能可靠地检测到已死亡的连接。这就是 socket.io 实现这样一个特性的原因。
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