Wireshark文档阅读笔记-WebSocket协议基本概念

冷不防 2022-08-28 08:45 130阅读 0赞

WebSocket

WebSocket是基于TCP的全双工协议。WebSocket是2011年IETF RFC6455中定义的标准，他的API是W3C定义的。

WebSocket不仅适用于浏览器、服务端的程序，还适用于客户端、服务端的程序。WebSocket是基于TCP的协议。WebSocket让服务器和客户端交换成为可能，提高数据的实时传输。定义了服务端传主动传输数据给客户端的标准。

WebSocket协议使用ws和wss作为URI（Uniform Resource Identifier）

Protocol dependencies

TCP: WebSocket基于TCP的协议，WebSocket一般使用80和443口传输数据。

Connection setup

建立一个WebSocket连接，客户端需要发送WebSocket握手请求，服务端返回WebSocket握手响应，如下：

客户端请求（与HTTP相似，每行的结尾都使用\\r\\n）：

GET / HTTP/1.1
    Host: 192.168.43.135:12345
    Connection: Upgrade
    Pragma: no-cache
    Cache-Control: no-cache
    Upgrade: websocket
    Origin: file://
    Sec-WebSocket-Version: 13
    User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/52.0.2743.116 Safari/537.36
    Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch
    Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,en-US;q=0.6,en;q=0.4
    Sec-WebSocket-Key: bKdPyn3u98cTfZJSh4TNeQ==
    Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate; client_max_window_bits

服务端响应：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
    Upgrade: websocket
    Connection: Upgrade
    Sec-WebSocket-Accept: 4EaeSCkuOGBy+rjOSJSMV+VMoC0=
    WebSocket-Origin: file://
    WebSocket-Location: ws://192.168.43.135:12345/

数据传输

使用Python WebSocket服务端和JavaScript客户端。

从服务端发送数据给客户端：

Frame 7: 79 bytes on wire (632 bits), 79 bytes captured (632 bits)
    Ethernet II, Src: Vmware_8a:3d:a7 (00:0c:29:8a:3d:a7), Dst: Vmware_c0:00:08 (00:50:56:c0:00:08)
    Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.43.135, Dst: 192.168.43.1
    Transmission Control Protocol, Src Port: 12345, Dst Port: 50999, Seq: 205, Ack: 510, Len: 25
    WebSocket
        1... .... = Fin: True
        .000 .... = Reserved: 0x0
        .... 0001 = Opcode: Text (1)
        0... .... = Mask: False
        .001 0111 = Payload length: 23
        Payload
    JavaScript Object Notation
    Line-based text data
        Welcome, 192.168.43.1 !

从客户端发送数据给服务端：

Frame 9: 72 bytes on wire (576 bits), 72 bytes captured (576 bits)
    Ethernet II, Src: Vmware_c0:00:08 (00:50:56:c0:00:08), Dst: Vmware_8a:3d:a7 (00:0c:29:8a:3d:a7)
    Internet Protocol Version 4, Src: 192.168.43.1, Dst: 192.168.43.135
    Transmission Control Protocol, Src Port: 50999, Dst Port: 12345, Seq: 510, Ack: 230, Len: 18
    WebSocket
        1... .... = Fin: True
        .000 .... = Reserved: 0x0
        .... 0001 = Opcode: Text (1)
        1... .... = Mask: True
        .000 1100 = Payload length: 12
        Masking-Key: e17e8eb9
        Masked payload
        Payload
    JavaScript Object Notation
    Line-based text data
        test message

下面来看下官方提供的pcap：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16][]

我们来分析下。

首先是TCP三次握手，从中可以知道，服务端端口为12345，客户端端口为50999

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1][]

客户端向服务端发送了一个HTTP请求，他的head里面带有很多webSocket的头，并且Connection设置为了Upgrade，随后服务端回复ACK：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2][]

随后服务端给客户端发送HTTP/1.1 101 Switching Protocols，头信息里面Upgrade为webSocket，Connection为Upgrade，并且带有一些WebSocket的头信息：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3][]

随后服务端向客户端推送WebSocket数据，内容为Welcome, 192.168.43.1 !

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4][]客户端收到后回复ACK

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 5][]

这里客户端发送数据给服务端，内容为test message

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 6][]

这个应该是个聊天室，这里服务端收到后，又给客户端回了相同的信息，并且信息里面还有哪个IP，什么时候说的这句话：

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 7][]

剩下的部分就不分析了，在看一个TCP Keep-Alive

![watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 8][]

从中可以看出都是客户端发出来的，Keep-Alive，然后服务端做ACK应答。

[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220828/f7d631f9ce094881b0fb9447e4452ba8.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]: /images/20220828/037bf0da847e40218ecd6bca1c52c896.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]: /images/20220828/3051bb86e6364416929f4904177da95d.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]: /images/20220828/cfffac510e4748eea2e080a0812c6b20.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 4]: /images/20220828/46d54fbeb8b64e1f8e68f64084c7ae1f.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 5]: /images/20220828/83c14066531e4df4808b4ea48c72d3f1.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 6]: /images/20220828/9fcdd4350aee40ef98d80745d2efc601.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 7]: /images/20220828/93e9217bbcba4ed18d6eb9749c4c3f42.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBASVQxOTk1_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 8]: /images/20220828/8d22bad5e64648e2b23e8883d7a669ca.png