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使用curl指令发起websocket请求

2022-08-10 02:24:00 【dotNET跨平台】

昨日的文章没指出websocket请求协商切换的精髓，删除重发。

前文相关：

• .NET WebSockets 核心原理初体验^[1]
• SignalR 从开发到生产部署避坑指南^[2]

tag：浏览器--->nginx--> server

其中提到nginx默认不会为客户端转发Upgrade、Connection标头^[3]，因为为了让被代理的后端服务器知道客户端要升级协议，故要在nginx上显式转发标头：

# 以下为 /realtime/路径请求添加  Connection、Upgrade标头

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

事情本该就就这么简单，但devops总会有各种奇怪的姿势。

小动作引起的头脑风暴

但是运维在给nginx配置的时候，给/根路径配置了webcoket协议升级标头。

按照字面理解，导致所有的客户端转发请求都在要求切换到websocket协议，但是除了/realtime路径，服务器其他http路径并没有做websocket协议的逻辑，那其他http请求是不是都该报错了。

是实际看，所有的请求(websocket、http)都没有报错，都按照指定预期返回。

刨一下

利用asp.netcore默认脚手架项目:

已知http://localhost:5000/WeatherForecast是http请求，返回一大坨json数据;
在WeatherForecast添加断言日志：

模拟ops的错配效果，我们给这个请求添加websocket协议升级标头。

第一次：curl 'http://localhost:5000/WeatherForecast' -H 'Upgrade: websocket' -H 'Connection: Upgrade' --verbose =====> 200ok、大坨json数据。

日志记录：

该请求是不是webcocket请求：False,headers:[Accept, */*], [Connection, Upgrade], [Host, localhost:5000], [User-Agent, curl/7.79.1], [Upgrade, websocket]

以上说明，服务端并不认为是websocket请求，但是按照http业务处理返回了200ok+大坨json数据，这演示了ops虽然错配，但对于常规的http请求没造成影响。

那服务端到底是怎么认定websocket请求？

从服务端认定websocket请求的源码^[4]看

依次判断；

• HttpMethod: GET
• Sec-WebSocket-Version标头==13
• Connection标头==Upgrade
• Upgrade标头==websocket
• 有效的Sec-WebSocket-Key标头

这样我们就明白了，虽然websocket协议基于http，添加了httpConnection、Upgrade协商标头，但是浏览器实际会给我们带上Sec-WebSocket-Key^[5]、Sec-WebSocket-Version等标头，以向服务器证明这是一个有效的websocket握手。

于是我们可以使用 curl 'http://localhost:5000/WeatherForecast' -H 'Upgrade: websocket' -H 'Connection: Upgrade' -H 'Sec-WebSocket-Version: 13' -H 'Sec-webSocket-Key: eeZn6lg/rOu8QbKwltqHDA==' --verbose 仿造客户端websocket请求。=====> 200ok、大坨json数据

这里提示：浏览器websocket会自动帮我们加上这些标头；在前端编程 let ss = new WebSocket("ws://localhost:5000/WeatherForecast") 也会自动帮助我们带上这些标头。

image.png

日志记录：

该请求是不是webcocket请求：True,headers:[Accept, */*], [Connection, Upgrade], [Host, localhost:5000], [User-Agent, curl/7.79.1], [Upgrade, websocket], [Sec-WebSocket-Version, 13], [Sec-WebSocket-Key, eeZn6lg/rOu8QbKwltqHDA==]

服务器认可这是websocket请求，服务端处理逻辑没改，故按原http代码逻辑返回200ok和JSON数据。

真正要让服务端按照websocket姿势，要使用HttpContext.WebSockets.AcceptWebSocketAsync()告知客户端开始切换协议，返回101响应码^[6]，并在原tcp上发起全双工通信。

协商切换

以上行为完美诠释了协商切换 的理念。

客户端仅携带 Connection、Upgrade标头，被服务端当成一般的http标头。

但是若带上sec-websocket-verison、sec-websocket-key，则被认为是有效的websocket请求，既然是“协商”，服务器依旧可以拒绝切换，用原http协议返回。

就坡下驴，将脚手架项目改成一个同时支持http和websocket协议的Action吧：

// 服务端对于websocket请求，使用服务端单向推送
    [HttpGet(Name = "GetWeatherForecast")]
  public async Task Get()
    {
        _logger.LogInformation("该请求是不是webcocket请求："+ HttpContext.WebSockets.IsWebSocketRequest+",headers:{0}", Request.Headers);

        if (HttpContext.WebSockets.IsWebSocketRequest)
        {
            var webSocket = await HttpContext.WebSockets.AcceptWebSocketAsync();

            Enumerable.Range(1, 5).ToList().ForEach(async x =>
            {
                var wf = new WeatherForecast
                {
                    Date = DateTime.Now.AddDays(x),
                    TemperatureC = Random.Shared.Next(-20, 55),
                    Summary = Summaries[Random.Shared.Next(Summaries.Length)]
                };
                var ss = JsonConvert.SerializeObject(wf);
                var serverMsg = Encoding.UTF8.GetBytes(ss);
                // 下面参数3：true 表示结束此次消息
                await webSocket.SendAsync(new ArraySegment<byte>(serverMsg, 0, serverMsg.Length), WebSocketMessageType.Text, true, CancellationToken.None);
            });
          
        }
        else
        {
            var arr = Enumerable.Range(1, 5).Select(index => new WeatherForecast
            {
                Date = DateTime.Now.AddDays(index),
                TemperatureC = Random.Shared.Next(-20, 55),
                Summary = Summaries[Random.Shared.Next(Summaries.Length)]
            })
            .ToArray();
            await  Response.WriteAsJsonAsync(arr);
        }
    }

curl 'http://localhost:5000/WeatherForecast' -H 'Upgrade: websocket' -H 'Connection: Upgrade' -H 'Sec-WebSocket-Version: 13' -H 'Sec-webSocket-Key: eeZn6lg/rOu8QbKwltqHDA==' --verbose

curl 'http://localhost:5000/WeatherForecast' -H 'Upgrade: websocket' -H 'Connection: Upgrade' --verbose

回顾

1. 本文记录了nginx在转发websocket请求时要添加的配置。
2. 虽然ops错配了nginx for websocket url：nginx为http请求转发了Connection、Upgrade标头，但是服务器并不认可这是websocket升级协议，仅认为是携带了特殊标头的http请求，走原来的http业务处理逻辑是没有问题的。
3. 在curl指令添加了sec-websocket-version、sec-websocket-key 标头，从客户端仿造了真实的websocket请求。
再次提示：浏览器对websocket协商切换会自动帮我们加上这些标头；在前端编程 let ss = new WebSocket("ws://localhost:5000/WeatherForecast") 也会自动帮助我们带上这些标头。
4. websocket是基于http协议为蓝本，是一个协商切换协议的行为，既然是协商，服务端是可以拒绝协议切换，依旧采用原http协议来处理。

本文内容和制图均为原创，文章永久更新地址请参阅左下角博客园原文；

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引用链接

[1] .NET WebSockets 核心原理初体验: https://www.cnblogs.com/JulianHuang/p/14681331.html
[2] SignalR 从开发到生产部署避坑指南: https://www.cnblogs.com/JulianHuang/p/15434137.html
[3] nginx默认不会为客户端转发Upgrade、Connection标头: https://nginx.org/en/docs/http/websocket.html
[4] 服务端认定websocket请求的源码: https://github.com/dotnet/aspnetcore/blob/main/src/Middleware/WebSockets/src/WebSocketMiddleware.cs#L219
[5] Sec-WebSocket-Key: https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc6455#section-11.3.1
[6] 开始切换协议，返回101响应码: https://github.com/dotnet/aspnetcore/blob/main/src/Middleware/WebSockets/src/WebSocketMiddleware.cs#L134