Node.js学习笔记-03-编程知识

七、网络编程

1. 构建 TCP 服务

在这里插入图片描述
TCP 是面向连接的协议，显著特征在传输之前需要3次握手形成会话。
客户端 ——请求连接——> 服务器端 ——响应——> 客户端 ——开始传输——> 服务器端。

2. 构建 UDP 服务

3. 构建 HTTP 服务

http模块

在node中HTTP服务继承自TCP服务器（net模块），它能够与多个客户端保持连接，由于其采用事件驱动的形式，并不为每一个连接创建额外的线程或进程，保持很低的内存占用，所以能实现高并发。

4. 构建 WebSocket 服务

WebSocket协议主要分为两个部分：握手和数据传输。
（握手部分由HTTP完成，握手顺利完成后当前连接将不再进行HTTP的交互，而是开始WebSocket的数据帧协议）

5. 网络服务与安全

Node在网络安全上提供了3个模块，分别为 crypto、tls、https。

TLS / SSL

1、密钥

TLS / SSL 是一对公钥/私钥的结构，非对称结构。
客户端和服务端交换密钥
Node 在底层采用的是 openssl 实现TLS/SSL 。

2、数字证书

TLS 服务

HTTPS 服务

6. 总结

Node基于事件驱动和非阻塞设计，在分布式环境中尤其能发挥出它的特长，基于事件驱动可以实现与大量的客户端进行连接，非阻塞设计则让它可以更好地提升网络的响应吞吐。Node提供了相对底层的网络调用，以及基于事件的编接口，使得开发者在这些模块上十分轻松地构建网络应用。

八、构建web应用（重点）

8.1 基础功能

// 经典案例 Hello World
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/')
// 使用 node .\helloWorld.js  运行服务，输入地址即可访问。

要实现更丰富的需求，一切都从如下这个函数展开：

function (req , res){res.writeHead(200,{'Content-Type':'text/plain'});res.end();
}

8.1.1 请求方法

在Web应用中最常见的请求方法是 GET 和 POST，除此之外，还有HEAD、DELETE、PUT、CONNECT等方法。
请求方法存在于报文的第一行的第一个单词，通常大写。如下为一个报文头的示例：
报文头为GET的示例

8.1.2 路径解析

路径部分存在于报文的第一行的第二部分，参考上图。

8.1.3 查询字符串

跟在路径后面的字符串就是查询字符串（如 ?name=nb）

Node提供了 querystring模块用于处理这部分数据：

var querystring = require('querystring');
var query = querystring.parse( url.parse(req.url).query ); 
// 更简介的方法是 给 url.parse()传递第二个参数，如下
var query2 = url.parse(req.url, true).query; 
// 它会将 name=nb&age=120 解析为一个JSON对象 {name:'nb',age:120}
// 如果键多次出现，那么它的值将会是一个数组 name=nb1&name=nb2 => {name:['nb1','nb2']}

8.1.4 Cookie

HTTP是一个无状态的协议，而现实业务中却是需要一定的状态的，否者无法区分用户之间的身份。如何标识和认证一个用户，最早的方案就是Cookie。

Cookie的处理分为如下几步：服务器向客户端发送Cookie => 浏览器将Cookie保存 => 之后每次请求都会将Cookie发向服务器；

HTTP_Parser 会将所有的报文字段解析到 req.headers上，那么 Cookie 就是 req.headers.cookie
根据规范中定义 Cookie 值的格式是 key=value;key2=value2 形式的。

8.1.5 Session

问题1：Cookie可能会体积过大；问题2：Cookie可以在前后端进行修改，Cookie对敏感数据的保护可以说是无效的。Session 应运而生。

Session的数据只保留在服务器端，客户端无法修改。这样数据安全性得到一定保障，数据也无需在协议中每次都被传递。

虽然在服务器端存储数据十分方便，如何将每个客户和服务器中的数据一一对应呢？这里有两种常见的实现方式：

基于 Cookie 来实现用户和数据的映射；P195
通过查询字符串来实现浏览器端和服务器端数据的对应；P195（风险大于1）

1.Session 与内存

Session 弊端：

增加内存消耗，会引起性能问题；
我们为了利用多核CPU启动多个进程时，用户请求的连接将可能随意分配到各个进程中，Node的进程与进程之间是不能直接共享内存的，用户的Session可能会引起错乱。

为解决性能问题和Session数据无法跨进程共享的问题，常用的方案是将Session集中化，如常用的工具 Redis、Memcached等。P198

尽管采用第三方缓存会引起网络访问，理论上比本地慢，但还是利大于弊。

2.Session 与安全

主要是指如何让这个口令更加安全。

加密 / 解密
将客户端的某些独有信息与口令作为原始值然后签名。这样攻击者一旦不在原始的客户端上进行访问就会导致签名失败。

8.1.6 缓存

如何节省不必要的传输，提高性能。

8.1.7 Basic认证

P204 --不太重要

8.2 数据上传

8.3 路由解析

8.4 中间件

8.5 页面渲染

8.6 总结

本章涉及的内容较为丰富，在Web应用的整个构建过程中，从处理请求到响应请求的整个过程都有原理性阐述，整理本章细节就可以完成一个功能完备的Web开发框架。过去的各种Web技术，随着框架和库的成型，开发者往往迷糊地知道应用框架和库，却不知道细节的实现，这好比没有地图却在野地里行进。本章的内容希望能为Node开发者带来地图似的启发，在开发Web应用时能够心有轮廓，明了细微。
现在知名和成熟的Web框架有Connect、Express等，本章中的内容在这些框架中都有实现因为行文的原因，本章中的代码实现得较为粗糙，实际使用请使用这些成熟的框架。
P245