网络模型

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TCP 协议

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。相

  • 面向连接：需要对方主机在线，并建立链接
  • 面向字节流：引入了数据包排序机制，用来保证把乱序的数据包组合成一个完整的文件
  • 可靠：对于数据包丢失的情况，TCP 提供重传机制

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三次握手

Client: I want to talk to you.
Server: Yes. I would very much appreciate sharing communications with you. Are you ready to begin communications?
Client: … Yes.

四次挥手

A：B 啊，我不想玩了。
B：哦，你不想玩了啊，我知道了
B：A 啊，好吧，我也不玩了，拜拜。
A：好的，拜拜。

Socket

Socket源于Unix，而Unix的基本哲学是『一些皆文件』，都可以用『打开open ==> 读/写(read/write) ==> 关闭(close)』模式来操作，Socket也可以采用这种方法进行理解。

  • 可以实现底层通信，几乎所有的应用层都是通过socket进行通信的，因此『一切且socket』
  • TCP/IP 协议族中，传输层存在两种通用协议: TCP、UDP，两种协议不同，因为不同参数的 socket 实现过程也不一样

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Net 模块构建一个 TCP 服务

该模块是基于 TCP 协议的 socket 网络编程模块，可以用于创建基于流的 TCP 或 IPC 的服务器（net.createServer()）与客户端（net.createConnection()）

TCP 粘包（小包合并）问题

客户端（发送的一端）在发送之前会将短时间有多个发送的数据块缓冲到一起（发送端缓冲区），形成一个大的数据块一并发送，同样接收端也有一个接收端缓冲区，收到的数据先存放接收端缓冲区，然后程序从这里读取部分数据进行消费，这样做也是为了减少 I/O 消耗达到性能优化。

解决方案：

  • 延迟发送
  • 关闭 Nagle 算法

  • 封包/拆包

    封包/拆包

  • 把消息的尺寸与消息一块发送

    使用长度编码的方式，通信双方约定好格式，将消息分为定长的消息头（Header）和不定长的消息体（Body），在解析时读取消息头获取到内容占用的长度，之后读取到的消息体内容字节数等于字节头的字节数时，我们认为它是一个完整的包。

  • 发送端：封包

    给一段数据加上包头

  • 接收端：拆包

  1. 为每一个连接动态分配一个缓冲区,同时把此缓冲区和SOCKET关联.
  2. 当接收到数据时首先把此段数据存放在缓冲区中.
  3. 判断缓存区中的数据长度是否够一个包头的长度,如不够,则不进行拆包操作.
  4. 根据包头数据解析出里面代表包体长度的变量.
  5. 判断缓存区中除包头外的数据长度是否够一个包体的长度,如不够,则不进行拆包操作.

  6. 取出整个数据包.这里的”取”的意思是不光从缓冲区中拷贝出数据包,而且要把此数据包从缓存区中删除掉.删除的办法就是把此包后面的数据移动到缓冲区的起始地址.

    参考资料

  7. 初步研究node中的网络通信模块

  8. 基于 Nodejs 的 Tcp 封包和解包的理解
  9. 入门 Node.js Net 模块构建 TCP 网络服务