WebSocket(叁) 生成数据帧

原文地址：https://www.web-tinker.com/article/20307.html

昨天的文章中介绍了WebSocket数据帧的结构和解析。其实对从服务器发送往客户端的数据也是同样的数据帧。但因此觉得这看似和解析数据帧一样简单那就错了。我们需要自己去生成数据帧。而且会遇上和解析时候不同的问题，比如数据帧分片传输的情况。
从服务器发送到客户端的数组帧不需要掩码，这是非常值得庆幸的地方。于是要写出一个生成数据帧的函数并不难

//NodeJS
function encodeDataFrame(e){
  var s=[],o=new Buffer(e.PayloadData),l=o.length;
  //输入第一个字节
  s.push((e.FIN<<7)+e.Opcode);
  //输入第二个字节，判断它的长度并放入相应的后续长度消息
  //永远不使用掩码
  if(l<126)s.push(l);
  else if(l<0x10000)s.push(126,(l&0xFF00)>>8,l&0xFF);
  else s.push(
    127, 0,0,0,0, //8字节数据，前4字节一般没用留空
    (l&0xFF000000)>>24,(l&0xFF0000)>>16,(l&0xFF00)>>8,l&0xFF
  );
  //返回头部分和数据部分的合并缓冲区
  return Buffer.concat([new Buffer(s),o]);
};

可以把它用于一个实例中

//客户端程序
var ws=new WebSocket("ws://127.0.0.1:8000/");
ws.onmessage=function(e){
  console.log(e);
};

//服务器程序
var crypto=require('crypto');
var WS='258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11';

require('net').createServer(function(o){
  var key;
  o.on('data',function(e){
    if(!key){
      //握手
      key=e.toString().match(/Sec-WebSocket-Key: (.+)/)[1];
      key=crypto.createHash('sha1').update(key+WS).digest('base64');
      o.write('HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n');
      o.write('Upgrade: websocket\r\n');
      o.write('Connection: Upgrade\r\n');
      o.write('Sec-WebSocket-Accept: '+key+'\r\n');
      o.write('\r\n');
      //握手成功后给客户端发送个数据
      o.write(encodeDataFrame({
        FIN:1,Opcode:1,PayloadData:"次碳酸钴"
      }));
    };
  });
}).listen(8000);

上面是最基本的用法。但是有时候数据需要分成多个数据包来发送，这就需要用到分片，也就是使用多个数据帧来传输一个数据。分片传输分为三个部分：
开始帧：FIN=0,Opcode>0;一个
传输帧：FIN=0,Opcode=0;零个或多个
终止帧：FIN=1,Opcode=0;一个
FIN是FINAL的缩写，它为1时表示一个数据传输结束，而开始和传输帧的时候数据都没结束，所以是0，之后最后的结束帧FIN是1。同一个数据即使分片传输，它的每个数据帧的Opcode也应该相同，为了避免冲突，只对分片传输的开始帧设置Opcode，传输帧和结束帧的Opcode留0。因此把上面实例的部分代码改成

//握手成功后给客户端发送个数据
      o.write(encodeDataFrame({
        FIN:0,Opcode:1,PayloadData:"ABC"
      }));
      o.write(encodeDataFrame({
        FIN:0,Opcode:0,PayloadData:"-DEF-"
      }));
      o.write(encodeDataFrame({
        FIN:1,Opcode:0,PayloadData:"GHI"
      }));

就可以在客户端得到

这就是分片传输的关键所在。