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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）
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
nodejs学习笔记之网络编程
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