NodeJS学习笔记之网络编程

学习NodeJS的网络编程，首先需要掌握以下几个核心概念：网络、协议、IP地址、端口、TCP协议和UDP协议。

网络概念

网络是指两台或多台计算机通过物理设备（例如交换机、路由器）或者空气波段（例如无线局域网）连接在一起，进行数据交换和资源共享的物理和逻辑集合体。

协议概念

网络中，协议是指计算机和计算机之间进行通讯时所采用的一套规范。例如TCP协议和UDP协议就是一套协议规范。

IP地址

IP地址是互联网协议地址，是指分配给设备的一串用于与其他设备相互通信的数字串。例如，192.168.0.1 就是一个IP地址。

端口

端口是计算机在网络中的一个数字地址，用于区分不同的服务或应用程序。端口范围是从0到65535，其中0到1023是系统保留端口，一般应用程序使用大于1023的端口。

TCP协议和UDP协议

TCP协议和UDP协议是目前互联网上最为常用的两种协议。其中，TCP协议是一种面向连接的、可靠的、基于流的协议，它保证数据传输的可靠性和顺序性；UDP协议是一种无连接的、不可靠的、面向数据包的协议，它不对数据传输进行任何形式的保证。

在NodeJS中，我们可以使用内置模块 net 来实现TCP协议的编程，使用内置模块 dgram 来实现UDP协议的编程。

实现TCP服务端

以下是一个使用 net 模块实现的TCP服务端示例：

const net = require('net');
const server = net.createServer((socket) => {
  console.log('客户端已连接');
  socket.on('data', (data) => {
    console.log(`收到客户端发送的数据：${data.toString()}`);
  });
  socket.on('end', () => {
    console.log('客户端已断开');
  });
});
server.listen(3000, () => {
  console.log('TCP server is listening on port 3000');
});

代码解析：

1. 引入 net 模块。
2. 创建一个 net.createServer() 服务端对象，指定一个回调函数，该函数会在每个连接的客户端连接到服务端时被调用。
3. 回调函数中打印客户端连接成功的信息，并监听 socket 对象的 data 和 end 事件。
4. 在 data 事件回调函数中打印客户端发送的数据。
5. 在 end 事件回调函数中打印客户端已断开信息。
6. 调用 server.listen() 方法指定服务端监听的端口号。

实现TCP客户端

以下是一个使用 net 模块实现的TCP客户端示例：

const net = require('net');
const client = net.createConnection({ port: 3000 }, () => {
  console.log('连接成功');
  client.write('Hello, server!');
});
client.on('data', (data) => {
  console.log(`收到服务端发送的数据：${data.toString()}`);
  client.end();
});
client.on('end', () => {
  console.log('已从服务器断开');
});

代码解析：

1. 引入 net 模块。
2. 创建一个 net.createConnection() 客户端对象，指定服务器的端口号并指定一个回调函数，在连接成功后自动执行。
3. 在回调函数中打印连接成功信息，并使用 client.write() 方法向服务端发送数据。
4. 监听 client 对象的 data 和 end 事件。
5. 在 data 事件回调函数中打印服务端发送的数据，并调用 client.end() 方法断开连接。
6. 在 end 事件回调函数中打印已经断开连接的信息。

实现UDP服务端

以下是一个使用 dgram 模块实现的UDP服务端示例：

const dgram = require('dgram');
const server = dgram.createSocket('udp4');
server.on('message', (msg, rinfo) => {
  console.log(`接收到来自 ${rinfo.address}:${rinfo.port} 的 ${msg}`);
});
server.on('listening', () => {
  const address = server.address();
  console.log(`UDP server is listening on ${address.address}:${address.port}`);
});
server.bind(3000);

代码解析：

1. 引入 dgram 模块。
2. 创建一个 dgram.createSocket() 服务端对象，指定使用 udp4 协议。
3. 监听 message 事件，该事件会在收到数据包时触发，打印发送方的地址、端口和消息内容。
4. 监听 listening 事件，该事件在服务器开始监听时自动触发，打印服务器监听的地址和端口信息。
5. 调用 server.bind() 方法指定服务器监听的端口号。

实现UDP客户端

以下是一个使用 dgram 模块实现的UDP客户端示例：

const dgram = require('dgram');
const client = dgram.createSocket('udp4');
const message = Buffer.from('Hello, server!');
client.send(message, 3000, 'localhost', (err) => {
  if (err) {
    console.log(err);
    return;
  }
  console.log('消息已发送');
  client.close();
});

代码解析：

1. 引入 dgram 模块。
2. 创建一个 dgram.createSocket() 客户端对象，指定使用 udp4 协议。
3. 创建一个 Buffer 类型的数据 message 作为发送的数据。
4. 调用 client.send() 方法指定发送的数据、服务器的端口号和地址，当发送完成后执行一个回调函数。
5. 在回调函数中打印消息已发送的信息，并关闭客户端连接。