《深入浅出Node.js》第7章网络编程

@by Ruth92（转载请注明出处）

第7章网络编程

Node 只需要几行代码即可构建服务器，无需额外的容器。

Node 提供了以下4个模块（适用于服务器端和客户端）：

net -> TCP
dgram -> UDP
http -> HTTP
https -> HTTPS

OSI 模型：由七层组成，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、表示层、应用层。

《深入浅出Node.js》第7章网络编程

一、构建 TCP 服务

TCP

TCP（传输控制协议），属于传输层协议，是面向连接的协议。

许多应用层协议基于 TCP 构建，典型的是 HTTP、SMTP、IMAP 等协议。

【显著特征】：在传输之前需要3次握手形成会话。
- 只有会话形成之后，服务器端和客户端之间才能互相发送数据
- 在创建会话的过程中，服务器端和客户端分别提供一个套接字，这两个套接字共同形成一个连接。
- 服务器端与客户端则通过套接字实现两者之间连接的操作。

创建 TCP 服务器端

TCP-Server.js

 var net = require('net');

 var server = net.createServer(function(socket) {

     // 新的连接

     socket.on('data', function(data) {

         socket.write('你好');

     });

     socket.on('end', function() {

         console.log('连接断开');

     });

     socket.write('欢迎光临《深入浅出Node.js》示例：\n');

 });

 server.listen(8124, function() {

     console.log('server bound');

 });

或者：

 var server = net.createServer();

 server.on('connection', function(socket) {

 	// 新的连接

 });

 server.listen(8124);

TCP-Client.js：

通过 net 模块自行构造客户端进行会话，测试上面构建的TCP服务

 var client = net.connect({

     port: 8124

 }, function() { // 'connect' listener

     console.log('client connected');

     client.write('world!\r\n');

 });

 client.on('data', function(data) {

     console.log(data.toString());

     client.end();

 });

 client.on('end', function() {

     console.log('client disconnected');

 });

输出：

 client connected

 欢迎光临《深入浅出Node.js》示例：

 你好

 client disconnected

TCP 服务的事件

（1）服务器事件： listening、 connection、 close 、 error

（2）连接事件： data、 end、 connect、 drain、 error、 close、 timeout

注意，TCP针对网络中的小数据包有一定的优化策略：Nagle算法（默认），可以调用 socket.setNoDelay(true) 去掉 Nagle 算法，使得 write() 可以立即发送数据到网络中。

二、构建 UDP 服务

UDP：用户数据包协议，与 TCP 一样同属于网络传输层。

UDP 与 TCP 的最大区别：

（1） TCP 中连接一旦建立，所有会话都基于连接完成，客户端如果要与另一个TCP服务通信，需要另创建一个套接字来完成连接；

（2）UDP 不是面向连接的，可以与多个 UDP 服务通信，提供面向事务的简单不可靠信息传输服务。

缺点：在网络差的情况下丢包严重；

优点：无须连接，资源消耗低，处理快速且灵活；

应用：音频、视频等，及 DNS 服务。

创建 UDP 套接字

UDP 套接字一旦创建，既可以作为客户端发送数据，也可以作为服务端接收数据。
```
 var dgram = require('dgram');

 var socket = dgram.createSocket('udp4');
```

创建 UDP 服务器端

 var dgram = require('dgram');

 var server = dgram.createSocket('udp4');

 server.on('message', function(msg, rinfo) {

     console.log('server got:' + msg + ' from ' + rinfo.address + ':' + rinfo.port);

 });

 server.on('listening', function() {

     var address = server.address();

     console.log('Server listening ' + address.address + ':' + address.port);

 });

 // 调用 dgram.bind(port, [address]) 方法对网卡和端口进行绑定

 // 该套接字将接收所有网卡上 41234 端口上的消息

 server.bind(41234);

创建 UDP 客户端

 var dgram = require('dgram');

 var message = new Buffer('深入浅出Node.js');

 var client = dgram.createSocket('udp4');

 // send() 方法：socket.send(buf, offset, length, port, address, [callback]);

 client.send(message, 0, message.length, 41234, 'localhost', function(err, bytes) {

     client.close();

 });

UDP 套接字事件

message、listening、close、error

三、构建 HTTP 服务

如果要构造高效的网络应用，应该从传输层（TCP/UDP）进行着手，但是对于经典的应用场景，应用层协议绰绰有余。

var http = require('http');

http.createServer(function(req, res) {

    res.writeHead(200, {

        'Content-Type': 'text/plain'

    });

    res.end('Hello World\n');

}).listen(1337, '127.0.0.1');

console.log('Server running at http://127.0.0.1:1337/');

HTTP

浏览器，其实是一个 HTTP 的代理。

HTTP 服务只做两件事情：处理 HTTP 请求和发送 HTTP 响应。
http 模块

http 模块将连接所有套接字的读写抽象为 ServerRequest 和 ServerResponse 对象，它们分别对应请求和响应操作。

① HTTP 请求：

报文头部会通过 http_parser 进行解析。

② HTTP 响应：

影响响应报文头部信息的 API：res.setHeader() 和 res.writeHead()

报文体部分调用：res.write() 和 res.end()

注意：无论服务器端在处理业务逻辑时是否发生异常，务必在结束时调用 res.end() 结束请求，否则客户端将一直处于等待的状态。当然，也可以通过延迟 res.end() 的方式实现客户端与服务器端之间的长连接，但结束时务必关闭连接。

③ HTTP 服务的事件

connection、request、close、checkContinue、connect、upgrade、clientError

HTTP 客户端

 var http = require('http');

 var options = {

     hostname: '127.0.0.1',

     port: 1337,

     path: '/',

     method: 'GET'

 };

 var req = http.request(options, function(res) {

     console.log('STATUS: ' + res.statusCode);

     console.log('HEADERS: ' + JSON.stringify(res.headers));

     res.setEncoding('utf8');

     res.on('data', function(chunk) {

         console.log(chunk);

     });

 });

 req.end();

① HTTP 响应

② HTTP 代理：

为了重用 TCP 连接，http 模块包含一个默认的客户端代理对象 http.globalAgent。

它对每个服务器端（host+port）创建的连接进行了管理，默认情况下，通过 http 提供的 ClientRequest 对象对同一个服务发起的 HTTP 请求最多可以创建5个连接。

可以在 options 中传递 agent 选项，更改连接数限制。

③ HTTP 客户端事件

response、socket、connect、upgrade、continue

四、构建 WebSocket 服务

相比 HTTP，WebSocket 更接近于传输层协议，它并没有在 HTTP 的基础上模拟服务器端的推送，而是在 TCP 上定义独立的协议。

WebSocket 协议主要分为两个部分：握手和数据传输。

五、网络服务与安全

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