nodejs学习笔记之网络编程

了解一下OSI七层模型

OSI层	功能	TCP/IP协议
应用层	文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端	TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet
表示层	数据格式化，代码转换，数据加密	-
会话层	数据格式化，代码转换，数据加密	-
传输层	提供端对端的接口	TCP，UDP
网络层	为数据包选择路由	IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP
数据链路层	传输有地址的帧以及错误检测功能	SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU
物理层	以二进制数据形式在物理媒体上传输数据	ISO2110，IEEE802，IEEE802.2

主要内容

TCP（传输控制协议）
UDP（用户数据包协议）
HTTP（超文本传输协议）
Websocket
网络服务与安全（cryto tls https）

TCP特征

面向连接的协议
需要三次握手

TCP服务实践（一）

创建服务端：

var net = require('net');
 
var server = net.createServer(function(socket) {
    //新的连接
    socket.on('data', function(data) {
        console.log('服务端接收到客户端的消息：' + data.toString());
        socket.write('服务端回应：你好');
    });
    socket.on('end', function() {
        console.log('服务端断开连接');
    });
});
 
server.listen(8124, function() {
    console.log('TCP服务创建');
});

TCP服务实践（二）

创建客户端：

var net = require('net');
 
var client = net.connect({port:8124}, function() {
    console.log('客户端连接成功');
    client.write('客户端发起问候：你好');
});
 
client.on('data', function(data) {
    console.log('客户端接收服务端消息：' + data.toString());
    client.end();
});
 
client.on('end', function() {
    console.log('客户端断开连接');
});

TCP服务的事件（一）

服务器事件

listening:server.listen()
connection:net.createServer()
close:server.close()
error

TCP服务的实践（二）

连接事件

data:一端执行write(),另一端触发该事件
end:任意一端断开连接，触发该事件
connect:该事件用于客户端，当套接字服务端连接成功时触发
drain:当任意一端触发write()，当前这端会触发该事件
error:当异常发生时，触发该事件
close:当套接字结束时，触发该事件
timeout:当一定时间后连接不再活跃时，触发该事件

TCP小结

面向连接（建立通信线路：建立、使用、释放）
三次握手（建立连接的过程）
nodejs实现（net模块）

UDP特征

无连接
不可靠的信息服务
在网络差的情况，丢包严重
既可以客户端发送消息，又可以做服务端接收消息
使用场景：对丢包要求不高的场景（音频、视频、DNS服务）

UDP服务实践（一）

创建服务端：

var dgram = require('dgram');
 
var server = dgram.createSocket('udp4');
 
server.on('message', function(msg, rinfo) {
    console.log('服务端获取信息：'+msg+'来自：'+rinfo.address+':'+rinfo.port);
});
 
server.on('listening', function() {
    var address = server.address();
    console.log('服务端正在监听：'+address.address+':'+address.port);
});
 
server.bind(41234);

UDP服务实践（二）

创建客户端：

var dgram = require('dgram');
 
var client = dgram.createSocket('udp4');
 
var message = new Buffer('我是客户端的消息');
client.send(message, 0, message.length, 41234, '127.0.0.1', function(err, bytes) {
    console.log('客户端发送完成，关闭客户端');
    client.close();
});

UDP套接字事件

message:当UDP套接字侦听网卡端口后，收到消息时会触发该事件，携带Buffer对象和远程地址信息
listening:当UDP开始侦听时，触发该事件
close:调用close()方法时，触发该事件
error:当出现异常时，触发该事件，如果不处理，会使进程退出

UDP小结

面向无连接（不需要建立通信线路，把带有目的地址的包送到线路上）
使用场景（对丢包要求不高，IP、UDP协议都是无连接的）
nodejs实现（dgram模块）

HTTP特征

建立在TCP之上的应用层协议
经典的模式：B/S
知名HTTP标准：RFC2616（W3C和IETF）

HTTP服务实践（一）

创建服务端：
var http = require('http');
 
http.createServer(function(req, res) {
    res.writeHead(200, {'Content-type': 'text/plain'});
    res.end('Hello world!
');
}).listen(8000);
 
console.log('服务器已开启');

HTTP报文

第一部分：经典的TCP三次握手

第二部分：客户端（curl）发送请求报文

第三部分：服务器响应（包含响应头和响应体）

第四部分：结束会话

HTTP服务实践（二）

创建客户端：

var http = require('http');
 
var options = {
    hostname: '127.0.0.1',
    port: 8000,
    method: 'GET',
    path: '/'
};
 
var req = http.request(options, function(res) {
    console.log('Status：'+res.statusCode);
    console.log('Headers：'+JSON.stringify(res.headers));
    res.setEncoding('utf-8');
    res.on('data', function(chunk) {
        console.log(chunk);
    });
});
 
req.end();

HTTP服务的事件（一）

服务端事件

connection
request
close
checkContinue
connect
upgrade
clientError

HTTP服务的事件（二）

客户端事件

response
socket
connect
upgrade
continue

HTTP小结

HTTP建立在TCP之上的协议
客户端的请求可以通过模拟完成（curl、http_client.js、浏览器等）
nodejs实现（http模块）

Websocket特征

建立在http服务之上
连接建立之后会upgrade至数据帧协议，进而实现服务端和客户端的交互
全双工通信

Websocket实例（socketio）

socketio文档

socketio例子

Websocket小结

全双工通信
创建http服务后会切换协议
nodejs实现（ws、socket.io模块）

网络服务与安全

安全连接的过程：

根据数字证书进行认证
进行加密传输

交换公钥
客户端使用服务端的公钥进行加密
服务端使用服务端私钥就行解密
服务端使用客户端的公钥进行加密
客户端使用客户端的私钥解密

网络编程小结

了解OSI七层模型
重点学习传输层（TCP、UDP）和应用层（HTTP、Websocket）协议的nodejs实现
初步了解网络传输安全

参考资料：

《深入浅出nodejs》--第七章网络编程