WebSocket帧格式详解

## 第一章：WebSocket简介
1.1 WebSocket的定义和作用
1.2 WebSocket与传统HTTP协议的区别
1.3 WebSocket的优势和应用场景
## 第二章：WebSocket帧格式概述

WebSocket帧是WebSocket通信中的基本数据单元，它包含了通信的控制信息和实际传输的数据。了解WebSocket帧的格式对于理解WebSocket通信协议非常重要。本章将介绍WebSocket帧格式的概述，包括基本结构、标志位和控制位、以及不同类型帧的含义。

### 2.1 WebSocket帧的基本结构

WebSocket帧由以下几部分组成：
- **第一个字节**：包含了FIN、RSV1、RSV2、RSV3、Opcode等控制信息。
- **第二个字节**：包含了Mask、Payload length等控制信息。
- **Masking Key**：如果Mask标识位被置为1，Masking Key占据了4个字节。
- **Payload Data**：根据Payload length的不同长度，可能占据0~64位不等长度。

### 2.2 WebSocket帧的标志位和控制位

WebSocket帧的第一个字节和第二个字节都包含了多个标志位和控制位，用于指示帧的类型、数据的长度、是否进行掩码处理等信息。例如，第一个字节中的Opcode字段指示了帧的类型，包括数据帧、控制帧等；第二个字节中的Mask字段用于标识数据是否进行了掩码处理。

### 2.3 WebSocket帧的类型及其含义

WebSocket帧根据Opcode字段的值可以分为不同类型，包括：
- **数据帧**：用于传输应用层的数据，可以分为文本帧和二进制帧。
- **控制帧**：用于传输控制信息，包括连接关闭、心跳等功能。
- **扩展帧**：用于定义未来的扩展功能。

### 第三章：WebSocket帧格式详细解析

WebSocket帧是WebSocket协议中最基本的数据传输单位，了解WebSocket帧格式对于理解WebSocket协议非常重要。本章将详细解析WebSocket帧的格式，包括数据帧、控制帧和扩展帧的结构及解析方法。

#### 3.1 数据帧的格式及解析方法

WebSocket数据帧用于实际的数据传输，它的格式如下：

  0                   1                   2                   3
  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
 +-+-+-+-+-------+-+-------------+-------------------------------+
 |F|R|R|R| opcode|M| Payload len |    Extended payload length    |
 |I|S|S|S|  (4)  |A|     (7)     |             (16/64)           |
 |N|V|V|V|       |S|             |   (if payload len==126/127)   |
 | |1|2|3|       |K|             |                               |
 +-+-+-+-+-------+-+-------------+ - - - - - - - - - - - - - - - +
 |     Extended payload length continued, if payload len == 127   |
 + - - - - - - - - - - - - - - - +-------------------------------+
 |                               |
 |         Payload Data          |
 |                               |
 :               ...             :
 + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +
 |                ...            +-------------------------------+

其中各字段的含义和解析方法如下：
- `FIN`：1个bit，表示该帧是否是消息的最后一帧，1表示是，0表示否。
- `RSV1, RSV2, RSV3`：各占1个bit，用于扩展协议或特定协议的。
- `opcode`：4个bit，表示帧的类型，如文本帧、二进制帧等。
- `MASK`：1个bit，表示是否对Payload Data进行掩码处理，客户端发送给服务端的帧必须要进行掩码处理。
- `Payload len`：7个bit，表示Payload Data的长度，如果其值在0-125，则是Payload Data的真实长度；如果其值是126，则后面2个字节的数据表示Payload Data的真实长度；如果其值是127，则后面8个字节的数据表示Payload Data的真实长度。
- `Masking Key`：4个字节，仅当MASK标志位是1时，才会有Masking Key字段。
- `Payload Data`：实际的应用数据。

# Python示例代码：解析WebSocket数据帧

def parse_websocket_frame(data):
    # 解析FIN, opcode等字段
    fin = bool(data[0] & 0x80)
    opcode = data[0] & 0x0F
    
    # 解析Payloa