WebSocket 結合 Nginx 實現域名及 WSS 協議訪問

簡單了解一下 WebSocket

現在，很多網站為了實現推送技術，所用的技術都是輪詢。輪詢是在特定的的時間間隔（如每1秒），由瀏覽器對服務器發出HTTP請求，然后由服務器返回最新的數據給客戶端的瀏覽器。這種傳統的模式帶來很明顯的缺點，即瀏覽器需要不斷的向服務器發出請求，然而HTTP請求可能包含較長的頭部，其中真正有效的數據可能只是很小的一部分，顯然這樣會浪費很多的帶寬等資源。
在這種情況下，HTML5定義了WebSocket協議，能更好的節省服務器資源和帶寬，并且能夠更實時地進行通訊。
WebSocket一種在單個 TCP 連接上進行全雙工通訊的協議。使得客戶端和服務器之間的數據交換變得更加簡單，允許服務端主動向客戶端推送數據。在 WebSocket API 中，瀏覽器和服務器只需要完成一次握手，兩者之間就直接可以創建持久性的連接，并進行雙向數據傳輸。

以上信息摘自維基百科（ht t p s: / / z h . w i ki p e d i a .o r g / w i ki / W e b So cket）

簡單點說，WebSocket 就是減小客戶端與服務器端建立連接的次數，減小系統資源開銷，只需要一次 HTTP 握手，整個通訊過程是建立在一次連接/狀態中，也就避免了HTTP的非狀態性，服務端會一直與客戶端保持連接，直到你關閉請求，同時由原本的客戶端主動詢問，轉換為服務器有信息的時候推送。當然，它還能做實時通信、更好的二進制支持、支持擴展、更好的壓縮效果等這些優點。

推薦一個知乎上叫 Ovear 的網友關于 WebSocket 原理的回答，嘻哈風格科普文，簡直不要更贊了！地址：htt p s :/ / w w w . z hi h u .c o m / q ue s t i o n /2 0 2 1 5 5 61 / a n s w e r/ 4 0 3 1 69 53 

 ws 和 wss 又是什么鬼？

Websocket使用 ws 或 wss 的統一資源標志符，類似于 HTTP 或 HTTPS，其中 wss 表示在 TLS 之上的 Websocket ，相當于 HTTPS 了。如：

ws://example.com/chat
wss://example.com/chat

默認情況下，Websocket 的 ws 協議使用 80 端口；運行在TLS之上時，wss 協議默認使用 443 端口。其實說白了，wss 就是 ws 基于 SSL 的安全傳輸，與 HTTPS 一樣樣的道理。

如果你的網站是 HTTPS 協議的，那你就不能使用 ws:// 了，瀏覽器會 block 掉連接，和 HTTPS 下不允許 HTTP 請求一樣，如下圖：

Mixed Content: The page at 'https://domain.com/' was loaded over HTTPS, but attempted to connect to the insecure WebSocket endpoint 'ws://x.x.x.x:xxxx/'. This request has been blocked; this endpoint must be available over WSS.

這種情況，毫無疑問我們就需要使用 wss:\\ 安全協議了，我們是不是簡單的把 ws:\\ 改為 wss:\\ 就行了？那試試唄。

改好了，報錯啦！！！

VM512:35 WebSocket connection to 'wss://IP地址:端口號/websocket' failed: Error in connection establishment: net::ERR_SSL_PROTOCOL_ERROR

很明顯 SSL 協議錯誤，說明就是證書問題了。記著，這時候我們一直拿的是 IP地址 + 端口號 這種方式連接 WebSocket 的，這根本就沒有證書存在好么，況且生成環境你也要用 IP地址 + 端口號 這種方式連接 WebSocket 嗎？肯定不行阿，要用域名方式連接 WebSocket 阿。

Nginx 配置域名支持 WSS

不用廢話，直接在配置 HTTPS 域名位置加入如下配置：

location /websocket {
    proxy_pass http://backend;
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "upgrade";
}

接著拿域名再次連接試一下，不出意外會看 101 狀態碼：

這樣就完成了，在 HTTPPS 下以域名方式連接 WebSocket ，可以開心的玩耍了。

稍微解釋一下 Nginx 配置
Nginx 自從 1.3 版本就開始支持 WebSocket 了，并且可以為 WebSocket 應用程序做反向代理和負載均衡。
WebSocket 和 HTTP 協議不同，但是 WebSocket 中的握手和 HTTP 中的握手兼容，它使用 HTTP 中的 Upgrade 協議頭將連接從 HTTP 升級到 WebSocket，當客戶端發過來一個 Connection: Upgrade請求頭時，Nginx 是不知道的，所以，當 Nginx 代理服務器攔截到一個客戶端發來的 Upgrade 請求時，需要顯式來設置Connection 、Upgrade 頭信息，并使用 101（交換協議）返回響應，在客戶端和代理服務器、后端服務器之間建立隧道來支持 WebSocket。

當然，還需要注意一下，WebSockets 仍然受到 Nginx 缺省為60秒的 proxy_read_timeout 的影響。這意味著，如果你有一個程序使用了 WebSockets，但又可能超過60秒不發送任何數據的話，那你要么需要增加超時時間，要么實現一個 ping 的消息以保持聯系。使用 ping 的解決方法有額外的好處，可以發現連接是否被意外關閉。

更具體文檔詳見 Nginx 官方文檔：ht t p :/ / n g i n x. o r g /e n / d o cs / h t t p/ w e bs o c k et . html

總結一下

這一篇文章主要了解一下 WebSocket 基本原理和一些使用用途，并解決在實際開發使用過程中遇到的坑，HTTPS 下使用 wss 協議的問題，以及配合 Nginx 使用域名方式建立連接，不使用 IP地址 + 端口號 連接 WebSocket，因為這種方式不夠優雅。