C++ WebSocket库与WebSocket服务器的握手过程

在C++中，有多个库可以用于实现WebSocket客户端和服务器

1. 客户端握手：

客户端首先需要发送一个HTTP请求，该请求包含以下头部字段：

• Connection: Upgrade：表示客户端希望建立一个WebSocket连接。
• Upgrade: websocket：表示客户端希望将连接升级为WebSocket协议。
• Sec-WebSocket-Key: <key>：客户端生成的随机密钥，用于验证服务器的响应。
• Sec-WebSocket-Version:<version>：客户端支持的WebSocket协议版本。

2. 服务器握手：

服务器收到客户端的握手请求后，会进行以下操作：

• 验证客户端请求的头部字段，确保它们符合WebSocket协议的要求。
• 计算Sec-WebSocket-Accept头部字段的值，该值是通过将客户端的Sec-WebSocket-Key与一个特定的GUID（258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11）拼接后，计算SHA-1哈希值，然后将结果进行Base64编码得到的。
• 发送一个HTTP响应，其中包含以下头部字段：
  • Connection: Upgrade：表示服务器同意将连接升级为WebSocket协议。
  • Upgrade: websocket：表示服务器将连接升级为WebSocket协议。
  • Sec-WebSocket-Accept:<accept>：服务器计算出的Sec-WebSocket-Accept值。

3. 连接建立：

如果客户端收到了符合要求的服务器响应，那么握手过程就完成了，WebSocket连接就建立起来了。此时，客户端和服务器可以开始发送和接收WebSocket数据帧。

以下是一个使用Beast库实现WebSocket客户端握手的示例：

#include<boost/beast/core.hpp>
#include<boost/beast/websocket.hpp>
#include<boost/asio/connect.hpp>
#include<boost/asio/ip/tcp.hpp>
#include<iostream>
#include<string>

namespace beast = boost::beast;
namespace websocket = beast::websocket;
namespace asio = boost::asio;
using tcp = asio::ip::tcp;

int main() {
    try {
        // 创建I/O上下文
        asio::io_context ioc;

        // 解析服务器地址
        tcp::resolver resolver(ioc);
        tcp::resolver::results_type results = resolver.resolve("example.com", "80");

        // 创建WebSocket连接
        tcp::socket socket(ioc);
        asio::connect(socket, results);

        // 构建WebSocket客户端
        websocket::stream<tcp::socket> ws(std::move(socket));

        // 发送握手请求
        ws.handshake("example.com", "/ws");

        // ... 与服务器进行WebSocket通信 ...

    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Error: " << e.what()<< std::endl;
        return 1;
    }

    return 0;
}

这个示例展示了如何使用Boost.Beast库实现WebSocket客户端握手。请注意，这只是一个简单的示例，实际应用中可能需要处理更复杂的情况，例如自定义头部字段、SSL加密等。