C++实现websocket服务器握手协议(使用Qt)

前提：笔者在开发server程序时，要求websocket与server连接

websocket的机制是在第一次连接时进行握手协议，协议通过，才可以进行正常的通信，否则websocket就会断开连接；

下面就是websocket第一次发送的握手包：

GET / HTTP/1.1\r\n
Host: 192.168.5.24:17913\r\n
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:69.0) Gecko/20100101 Firefox/69.0\r\n
Accept: */*\r\n
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8,zh-TW;q=0.7,zh-HK;q=0.5,en-US;q=0.3,en;q=0.2\r\n
Accept-Encoding: gzip, deflate\r\n
Sec-WebSocket-Version: 13\r\n
Origin: http://127.0.0.1:8848\r\n
Sec-WebSocket-Extensions: permessage-deflate\r\n
Sec-WebSocket-Key: tepG0DQZtEJ7MLbw7kbewA==\r\n
Connection: keep-alive, Upgrade\r\n
Pragma: no-cache\r\nCache-Control: no-cache\r\n
Upgrade: websocket\r\n\r\n

那需要对websocket发送来的第一个数据进行处理（判断是否是第一个包，可以通过开头GET来进行判断，可能不是非常严谨），获取Sec-WebSocket-Key的值（也就是上面的ikLk+bBgZDQRPTOBAzGsBg==），然后对此进行解析。

解析的方法是在key上加上固定字符串“258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11”，再进行sha1解码及base64编码，然后打包发送给websocket客户端。

返回的握手包如下：

HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n
Connection: upgrade\r\n
Sec-WebSocket-Accept: mhW8gChbFWgUKJxpzcbPlcwJxcw=\r\n
Upgrade: websocket\r\n\r\n

代码如下：

void rcvReadData()
{QByteArray data_ = this->readAll();//socket接收数据if(!_firstConnect)//第一个包{_firstConnect = true;QString qstr_ = data_;//包数据转化成QStringQString key_ = "";key_ = getKey(qstr_);if(key_ == "-1"){//自定义处理}else if(key_ == "-2"){//自定义处理}else{//处理keychar request[1024] = "";  //请求信息respondHandshake(request,key_.toStdString());QByteArray array_(request);write(array_);//发送数据给websocket客户端}}else{//接下来包在此不做处理，需要涉及到websocket协议的解包}
}/**
*获取Sec-WebSocket-Key的值，QT实现
*/
QString getKey(QString qstr)
{int i = qstr.indexOf("GET");if(i < 0){return "-1";}int j = qstr.indexOf("Sec-WebSocket-Key");if(j < 0){return "-2";}QString key = qstr.mid(j + 19, 24);return key;
}/**
*获取Sec-WebSocket-Key的值，C++实现
*/
string getKey(string str)
{int i = str.find("GET");if(i < 0){return "-1";}int j = str.find("Sec-WebSocket-Key");if(j < 0){return "-2";}string key = str.substr(j + 19, 24);return key;
}void respondHandshake(char *request, string clientkey)
{strcat(request, "HTTP/1.1 101 Switching Protocols\r\n");strcat(request, "Connection: upgrade\r\n");strcat(request, "Sec-WebSocket-Accept: ");string server_key = clientkey;server_key += "258EAFA5-E914-47DA-95CA-C5AB0DC85B11";SHA1  sha;unsigned int message_digest[5];cout <<"server_key:"<< server_key << endl;sha.Reset();sha << server_key.c_str();sha.Result(message_digest);for (int i = 0; i < 5; i++) {message_digest[i] = htonl(message_digest[i]);}base64 base64_;server_key = base64_.base64_encode(reinterpret_cast<const unsigned char*>(message_digest), 20);server_key += "\r\n";strcat(request, server_key.c_str());strcat(request, "Upgrade: websocket\r\n\r\n");
}

至于代码中出现的sha1以及base64,，可以在以下链接中找到，本文就不再复制粘贴了：

https://blog.csdn.net/weixin_34196559/article/details/83479894

以上只是对握手协议进行了实现，但是实际使用中，在握手完成后，对于websocket发送来的数据，还需要进行解析，才可以获取数据，而且在解析时，还需要处理粘包半包等问题，留待下一篇文章进行阐述。

解析发送的数据，见我下一章：C++实现WebSocket解析协议

结尾：

只为记录，只为分享! 愿所写能对你有所帮助。不忘记点个赞，谢谢~

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