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, ‘10.16.15.155‘, 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!\n‘);
}).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: ‘10.16.15.155‘,
    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)
 
 
 
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

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