使用websocket实现casper节点通信

Posted 2021-04-25 复杂美干货日记

• 使用websocket实现casper节点通信

• websocket 相比与 http 协议的优点

• capser-go 项目中节点 websocket 通信的具体实现

• server端

• client端

在casper-go项目中，各个casper节点需要两两互相通信。这可以通过websocket实现。WebSocket是一种在单个TCP连接上进行全双工通讯的协议。websocket属于应用层协议。它基于TCP传输协议，并复用HTTP的握手通道。WebSocket通讯协定于2011年被IETF定为标准RFC 6455，并由RFC7936补充规范。WebSocket API也被W3C定为标准。

WebSocket使得客户端和服务器之间的数据交换变得更加简单，允许服务端主动向客户端推送数据。在WebSocket API中，浏览器和服务器只需要完成一次握手，两者之间就直接可以建立持久性的连接，并进行双向数据传输。

Websocket 相较于 http 协议的优点

较少的控制开销。在连接建立后，服务器和客户端之间交换数据时，用于协议控制的数据包头部相对较小。在不包含扩展的情况下，对于服务器到客户端的内容，此头部大小只有2至10字节（和数据包长度有关）；对于客户端到服务器的内容，此头部还需要加上额外的4字节的掩码。相对于HTTP请求每次都要携带完整的头部，此项开销显著减少了。

更强的实时性。由于协议是全双工的，所以服务器可以随时主动给客户端下发数据。相对于HTTP请求需要等待客户端发起请求服务端才能响应，延迟明显更少；即使是和Comet等类似的长轮询⽐较，其也能在短时间内更多次地传递数据。

保持连接状态。于HTTP不同的是，Websocket需要先建立连接，这就使得其成为一种有状态的协议，之后通信时可以省略部分状态信息。而HTTP请求可能需要在每个请求都携带状态信息（如身份认证等）。更好的二进制支持。Websocket定义了二进制帧，相对HTTP，可以更轻松地处理二进制内容。

可以支持扩展。Websocket定义了扩展，用户可以扩展协议、实现部分自定义的子协议。如部分浏览器支持压缩等。

更好的压缩效果。相对于HTTP压缩，Websocket在适当的扩展支持下，可以沿用之前内容的上下文，在传递类似的数据时，可以显著地提高压缩率。

capser-go项目中节点websocket通信的具体实现

Go官方的标准包里面提供了一个WebSocket的包golang.org/x/net/websocket，但也说的很明确，这个包里面并没有实现WebSocket协议规定的一些特性，而推荐使用github.com/gorilla/websocket这个包。所以实际中，我们如果使用到了Go的WebSocket也一般使用后者，项目也使用后者。这个包的内容不是很多，而且README里面对于这个包的使用也说的比较清楚和详细，所以这里就不再做翻译工作了。

项目每个节点既要发消息，又要收消息。因此每个节点既是server端，又是client端。给其它节点发消息通过client端实现，收消息通过server端实现。

//TODO 其实原先的设想是不分server端、client端，收发消息都在一个端完成。或者收发消息只在server端或client端完成。由于没有比较简单的实现方式，因此最终选择上面那种⽐较简单粗暴的方式实现。如果有哪位大神知道的话，指点一波。

server端

http.HandleFunc("/", receive) log.Fatal(http.ListenAndServe("localhost:3001", nil))

如上代码所示，使当前的server监听本机的3001端口，此处端口可自行设置。当client端发出请求时，server端定义了相应的处理函数receive，以下是receive函数。

func receive(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {    conn, err := upgrader.Upgrade(w, r, nil)    /* server端收到client端的请求后，使用此函数（receive函数）处理该
     请求。通过upgrade得到长连接conn。这个长连接conn是属于server端的，
     主要是用来收其它节点的消息的。发消息请见下面的client端。*/    if err != nil {        return    }    defer conn.Close()    for {        _, message, err := conn.ReadMessage()        if err != nil {            break        }    //消息处理代码, 省略    } }

client端

显然，每个节点既要发消息，又要收消息。在高超的实现中，收消息是通过server端实现，而发消息是通过client端实现。每个节点既是client端，又是server端。

// 开一个goroutine去连接其他节点并发送消息go func() {    // 持续发起连接，直到连接成功    for {        f = false        for i := 0; i < num; i++ {            if i != num_index {                conn[i], _, err[i] = websocket.DefaultDialer.Dial(addr[i], nil)            }        }        // 判断是否与其他节点都连上，省略    }    if connected == true { // 成功建立连接        // 发消息逻辑，省略    } }()