nodejs——网络编程模块
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：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
|
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：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
|
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：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
|
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：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
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）
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
|
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：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
|
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
nodejs——网络编程模块
net模块提供了一个异步网络包装器，用于TCP网络编程，它包含了创建服务器和客户端的方法。dgram模块用于UDP网络编程。
参考链接：https://nodejs.org/api/net.html, https://nodejs.org/api/dgram.html
一、TCP Server
net模块通过net.createServer方法创建TCP服务器，通过net.connect方法创建客户端去连接服务器。
1、通过net模块创建一个TCP Server
// server.js var net = require('net'); // 创建TCP服务器 var server = net.createServer(function(socket) { console.log('client connected'); // 监听客户端的数据 socket.on('data', function(data) { console.log('server got data from client: ', data.toString()); }); // 监听客户端断开连接事件 socket.on('end', function(data) { console.log('connection closed'); }); // 发送数据给客户端 socket.write('Hello\r\n'); }); // 启动服务 server.listen(8080, function() { console.log('server bound'); });
2、创建一个客户端
// client.js var net = require('net'); // 连接服务器 var client = net.connect({port: 8080}, function() { console.log('connected to server'); client.write('World!\r\n'); }); // 接收服务端的数据 client.on('data', function(data) { console.log('client got data from server: ', data.toString()); // 断开连接 client.end(); }); // 断开连接 client.on('end', function() { console.log('disconnected from server'); });
在一个终端运行TCP服务器代码，另一个终端运行TCP客户端代码，结果如下：
二、简易聊天室服务器
1、简易聊天室服务端
首先创建TCP服务器；然后是接收客户端连接请求；获取客户端发送过来的数据；允许多个客户端同时连接，所以需要接收所有的用户连接；服务器广播数据，把来自客户端的数据转发送给其他所有客户端；最后把关闭连接的客户端从服务器广播列表中给删除掉。
// chatServer.js var net = require('net'); //第一步 创建TCP服务器 var server = net.createServer(); // 存储所有客户端socket //第四步，服务器接收所有的用户连接
var sockets = [];
//第二步 接收客户端请求 server.on('connection', function(socket) { console.log('Got a new connection'); //第五步，服务器广播数据 sockets.push(socket); //第三步，获取客户端发送过来的数据 socket.on('data', function(data) { console.log('Got data: ', data); sockets.forEach(function(otherSocket) { if (otherSoecket !== socket) { otherSocket.write(data); } }); ]); // 第六步，关闭连接客户端从服务器广播列表删除 socket.on('close', function() { console.log('A client connection closed'); var index = sockets.indexOf(socket); sockets.splice(index, 1); }); }); server.on('error', function(err) { console.log('Server error: ', err.message); }); server.on('close', function() { console.log('Server closed'); }); server.listen(8080);
2、简易聊天室客户端
先解释process模块
process模块是Node.js的一个全局模块，可以在任何地方直接使用而无需通过require方法引入。process模块允许获得或修改当前Node.js进程的设置。
process.stdin用于获取来自标准输入的可读流（Readable Stream）。
客户端代码
// chatClient.js var net = require('net'); process.stdin.resume(); process.stdin.setEncoding('utf8'); var client = net.connect({ port: 8080 }, function() { console.log('Connected to server'); // 获取输入的字符串 console.log('input: '); process.stdin.on('data', function(data) { // 发送输入的字符串到服务器 console.log('input: '); client.write(data); // 输入 'close' 字符串时关闭连接 if (data === 'close\n') { client.end(); } }); }); // 获取服务端发送过来的数据 client.on('data', function(data) { console.log('Other user\'s input', data.toString()); }); client.on('end', function() { console.log('Disconnected from server'); // 退出客户端程序 process.exit(); });
一个终端窗口执行$ node chatServer.js运行服务器代码。
另外两个终端窗口执行$ node chatClient.js运行客户端代码。
结果如下：
三、UDP编程
UDP通过dgram.createSocket创建服务。
1、服务器端代码
// udpServer.js var dgram = require("dgram"); var server = dgram.createSocket("udp4"); server.on("error", function(err) { console.log("server error:\n" + err.stack); server.close(); }); // 接收来自客户端的消息 server.on("message", function(msg, rinfo) { console.log("server got: " + msg.toString() + " from " + rinfo.address + ":" + rinfo.port); }); // 监听服务 server.on("listening", function() { var address = server.address(); console.log("server listening on " + address.address + ":" + address.port); }); server.bind(41234); // server listening 0.0.0.0:41234
2、客户端
发送消息必须通过Buffer创建。
// udpClient.js var dgram = require('dgram'); var client = dgram.createSocket('udp4'); var message = new Buffer('hello shiyanlou'); client.send(message, 0, message.length, 41234, 'localhost', function(err, bytes) { client.close(); });
运行结果如下
四、排错
1、Error: connect ECONNREFUSED 127.0.0.1:8080
服务器端口没开。
本文作者starof,因知识本身在变化，作者也在不断学习成长，文章内容也不定时更新，为避免误导读者，方便追根溯源，请诸位转载注明出处：http://www.cnblogs.com/starof/p/5056519.html有问题欢迎与我讨论，共同进步。