websocket为什么需要在tcp连接成功后先发送一个标准的http请求，然后在当前tcp连接上升级协议成websocket

为了让 WebSocket 能够顺利地"穿过"现有的互联网基础设施（尤其是防火墙和代理服务器），同时保持与 HTTP 生态系统的良好兼容**。

下面是详细的解释，说明了为什么要这么设计：

互联网世界充满了各种中间设备，如代理服务器、防火墙、负载均衡器、网关 等。这些设备有一个共同点：它们被设计和配置为理解和处理 HTTP 流量。

如果 WebSocket 一上来就用自定义的二进制协议 ：

一个非 HTTP 的、陌生的数据流试图连接到服务器的 80 或 443 端口（HTTP/HTTPS 的标准端口），这些中间设备会完全看不懂这个流量。
- 防火墙 ：可能会认为这是一种未知的、潜在的恶意协议，直接拒绝或丢弃连接。
- 代理服务器：无法识别该协议，可能无法正确路由，或者直接返回错误。
而采用 HTTP 升级请求的方式 ：

WebSocket 握手包"伪装"成一个普通的 HTTP GET 请求。这对于中间设备来说：
- 看起来完全合法 ：它拥有所有标准的 HTTP 头（Host, Upgrade, Connection 等），中间设备可以正常解析和处理它，并允许其通过。
- 易于路由：代理服务器知道这是发往某个 Web 服务器的 HTTP 请求，会按规则将其转发。
- "骗过"防火墙：因为是从 80/443 端口发起的、格式正确的 HTTP 流量，防火墙通常会放行。

这就好比你要进入一个只认工作证的大楼。如果你直接往里冲，保安会拦住你。但如果你先出示一张标准格式的访客申请单（HTTP请求），保安审核后给你换发一张内部通行证（101响应），之后你就可以自由进出了。HTTP请求就是那张"访客申请单"。

这种设计建立了一个重要的安全屏障。假设没有这个握手过程，任何客户端都可以随意向任何服务器的 80 端口发送非 HTTP 数据。

攻击场景：一个恶意客户端可以尝试与一个 SMTP（邮件）服务器或 SSH 服务器建立 WebSocket 连接。如果服务器恰好在 80 端口监听，它可能会错误地将 WebSocket 的二进制数据流解释为 SMTP 或 SSH 命令，从而导致不可预料的后果（如发送垃圾邮件）。这就是跨协议攻击。
HTTP 升级握手如何解决：
1. 客户端必须发送一个格式非常具体 的 HTTP 请求（包含 Upgrade: websocket 等特定头字段）。
2. 服务器只有在明确理解并同意这个升级请求后（返回 101 状态码），才会切换协议。
3. 关键的 Sec-WebSocket-Key 和 Sec-WebSocket-Accept 握手验证确保了对方确实是一个理解 WebSocket 协议的端点，而不是一个可能被意外攻击的普通 HTTP 服务器。

这确保了协议升级是双方明确协商一致的结果，而不是单方面的行为，有效避免了协议误用。

共享端口 ：WebSocket 服务可以和 Web（HTTP）服务部署在同一个域名和端口 （如 example.com:443）上。这简化了部署，无需为实时服务开放新的端口，也避免了新的跨域问题。
复用安全模型 ：WebSocket over TLS（wss://）复用 HTTPS 的加密通道和证书体系。握手过程在 TLS 加密之后进行，保证了密钥交换的安全。
复用身份验证和授权：服务器可以在处理 HTTP 升级请求时，先行检查标准的 HTTP 身份验证信息（如 Cookies、Authorization头）。这意味着你可以直接用你网站现有的用户登录系统来授权 WebSocket 连接，无需额外开发一套认证机制。

HTTP 升级机制提供了一个标准化的、双方都能理解的"协商语言"。通过请求和响应头，客户端和服务器可以就一些选项达成一致，例如：

WebSocket 协议这样设计，是一个极具前瞻性和实用性的工程决策：

它完美地平衡了创新（提供全新的全双工通信能力）与务实（兼容现有庞大网络生态）之间的矛盾。如果没有这个精巧的"HTTP 外套"，WebSocket 可能根本无法像今天这样被广泛支持和应用。