node 消息服务器

入门

概述：

• TCP/IP 传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输
• Socket 对Tcp/Ip协议的封装和应用
• Http 应用层协议，主要解决如何包装数据
• 网络五层模型 物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层

单向通信：

• 使用net单向通信
• 对比http通信

总结：

• Socket是TCP/IP协议的封装，Socket本身不是协议，而是一个调用接口(API)。从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口，比如create、listen、connect、accept、send、read、write等等。

• TCP/IP是一个协议栈，就像操作系统的运行机制一样，必须要具体实现，还要对外提供操作接口。

使用Socket实现Client

Server事件

• listening
• connection
• close
• error

Socket事件

• lookup
• connect
• data
• end
• timeout
• drain
• error
• close

• Tcp聊天室通信
• Node REPL (read-eval-print-loop)，交互式解释器，类似Windows的cmd和Linux的shell，允许我们在终端输入命令，并获取系统的响应
• 趣味小程序 console Chat

什么是Socket.io

• 是一个node package
• 是node下的实时应用应用程序框架

如何使用Socket.io

• 安装 npm install socket.io --save
• 监听端口
• 客户端连接

服务器端的两种实现方式:

• const server = io(); server.listen(PORT);
• const server = io(httpServer);httpServer.listen(PORT);

• 创建项目
• express & koa
• 前端构建 (gulp 实现服务自动重启&启动)
• 在express中使用socket.io

socket.io自定义事件

• socket.io用户认证
• socket.io-client 连接，重连，断开，配置
• 跨浏览器的websocket socket.send(data) -> client.on('message', data => {})
• socket事件通信 emit -> on

消息广播与私聊

聊天室UI

• bootstrap UI

消息广播

• io.emit 发送给全部客户端
• io.sockets.emit() 发送给全部客户端
• io.broadcast.emit() 发送给除了自己的客户端
• for of遍历

私聊

• socket.emit 当前客户端

基于socket.io的聊天服务器搭建

聊天室功能

• 设置客户端昵称
• 上线通知
• 离线通知
• 群聊
• 私聊
• 在线列表更新

进阶

Base64图片传输

• 图片传输（粘贴图片）
• 通过canvas（远程文件）
• 通过FileReader（本地文件）

// 监听'paste'事件，将图片进行base64编码，发送到服务器
  $(document).on('paste', e => {
    // 获取剪切板上的数据
    let originalEvent = e.originalEvent;
    let items;
    if (originalEvent.clipboardData && originalEvent.clipboardData.items) {
      items = originalEvent.clipboardData.items;
    }
    if (items) {
      // 读取文件数据
      for (let i = 0, len = items.length; i < len; i ++) {
        let item = items[i];
        if (item.kind === 'file') {
          let pasteFile = item.getAsFile();
          if (pasteFile.size > 1024 * 1024) {
            return;
          }
          let reader = new FileReader();
          // 读取结束发送
          reader.onloadend = function() {
            let base64Str = reader.result;
            sendMsg(base64Str, 'image');
          }
          // 异步读取文件
          reader.readAsDataURL(pasteFile);
        }
      }
    }
  });

总结：监听粘贴事件，将文件进行base64编码，编码结束后的操作和普通消息的操作相同

Binary数据传输

• 上传文件UI　遮罩
• 发送文件
• 文件接收

socket.io命名空间划分

命名空间与Room

• 命名空间包含多个Room

命名空间的使用

• 默认命名空间
• 创建命名空间

// 服务端创建新的命名空间
let newNsp = io.of('/nsp1');
newNsp.on('connection', socket => {
  socket.emit('online', 'nsp1');
});

// 客户端连接命名空间
let clientForNsp1 = io.connect('http://localhost:8001/nsp1');
clientForNsp1.on('online', data => {
  console.log(data);
});

// 不同命名空间访问
newNsp.on('server.test', data => {
  io.emit('client.test', data);
});

聊天室房间划分

socke.io的房间

加入房间

• socket.join(roomName);

离开房间

• socket.leave(roomName);

房间内发消息

• io.to(roomName).emit(eventName, data);
• socket.broadcast.to(roomName).emit(eventName, data);

默认房间

• socket.adapter.rooms 默认房间名是socket.id，这也是私聊的实现原理。socket.to(SocketId).emit(eventName, data);

QQ群的实现原理

新建一个群等于创建一个房间，生成房间号并保存到服务器上。用户上线时，遍历用户参加的房间号，然后将用户加入到这些房间中，只要有群消息，用户就能收到

高级

消息推送介绍

什么是消息推送

• 消息推送，也叫‘信息推送’，术语叫‘web广播’。是通过一定的技术标准或者协议，在网络上定期传送数据来减少信息过载的一项技术。

• 案例：在开发Andriod和Ios应用时，服务器会不定时的向手机客户端及时推送各种通知消息，这种场景就使用及时推送。应用在物联网，手机App上。

推送方案评价标准

• 安全
• 稳定
• 节省
• 体积小

学生网
消息推送方式

• Http推送 轮询(polling)、长连接(comet)、websocket
• Xmpp推送
• Sms拦截
• Sqtt

关于MQTT
(Message Queuing Telemetry Transport)消息队列遥测传输，IBM开发的一个及时通讯协议，有可能成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物体和外部链接起来，被用来当做传感器和致动器。

MQTT特点

• 使用发布订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合
• 对负载内容屏蔽的消息传输
• 使用TCP/IP提供网络连接
• 三种消息发布质量 至多一次，只有一次，至少一次
• 小型传输，开销小(固定长度的头部是2字节)，协议交换最小化，以降低网络流量
• 使用last Will和testament特性，通知有关客户端异常中断的机制

相关网站

Node中使用

MQTT服务搭建

mosca

• mosca是MQTT的一个代理，这意味着它实现了MQTT协议，我们就可以在node上运行MQTT Server
• npm install mosca --save
• 虽然是MQTT代理，本身不具有集群功能，如果要扩展它，还需要借助第三方库，如Redis、MongoDb、RabbitMQ、ActiveMQ、ZeroMQ等

mosca Events

• ready 服务端准备完成
• error 服务端发生错误
• published 发布数据后
• subscribed 客户端订阅后
• unsubscribed 客户端取消订阅后
• clientConnected 客户端连接成功后
• clientDisconnected 客户端断开连接后

MQTT协议解读

基本术语

• 网络连接
  • 客户端使用它连接服务器，提供有序的、可靠地、双向字节流传输
• 应用消息
  • 服务质量、主题
• 客户端
• 发布特定消息给相关客户端
• 订阅以请求接受相关应用消息
• 取消订阅移除接受订阅消息的请求
• 从服务端断开连接
• 服务端
• 接受来自客户端的网络连接
• 接受客户端发布的应用消息
• 处理客户端订阅和取消订阅的请求
• 转发应用消息给符合条件的客户端订阅
• 订阅
• 主题名
• 主题过滤器
• 会话
• 控制报文

控制报文

• 连接服务端
• 确认连接请求
• 发布消息
• 发布确认
• 发布收到
• 发布释放
• 发布完成
• 订阅主题
• 订阅确认
• 取消订阅
• 取消订阅确认
• 心跳请求
• 心跳响应
• 断开连接

服务质量Qos

• QoS 0: 至多分发一次
• Qos 1: 至少分发一次
• Qos 2: 仅分发一次

主题&主题过滤器

• 主题通配符
• 主题层级分隔符
• 多层通配符
• 单层通配符
• 以$开头的主题
• 主题名和主题过滤器规则
• 至少包含一个字符
• 区分大小写
• 可包含空格
• 以'/'进行分割
• 只包含'/'是合法的
• 不能包含空白字符
• UTF-8编码字符串，65535个字符

基于Node客户端实现

• mqtt.js
• mqtt.js in node
• mqtt.js in browser

主题树

什么是主题树 将信息资源按照某种事先确定的体系，分门别类的逐层加以组织

MQTT里的主题树

const client = mqtt.connect('mqtt://localhost:7410');
client.on('connect', () => {
  client.subscribe('/node1/node2/node3'); // 订阅不到
  client.subscribe('/node1/node2/+'); // 订阅不到 +至多一层
  client.subscribe('/node1/node2/#'); // 能够订阅 #为通配符
  client.publish('/node1/node2/node3/node4', 'test1');
});

client.on('message', (topic, message) => {
  console.log(topic,' ', message.toString());
});

主题树的作用

• 提供了有层级的主题
• 通过锁定主题树，确保用户能够访问他们要访问的信息

访问控制列表ACL

什么是ACL

• 全称(Access Control List),访问控制列表
• mosca基于用户的访问控制

权限监控

mosca.Authorizer()

• addUser(user, pass, authorizePublish, authorizeSuscribe, cb)
• rmUser(user, cb)

mosca重写以下三个方法

• authenticate(client, username, password, callback)
• authorizePublish(client, topic, payload, callback)
• authorizeSuscribe(client, topic, callback)

性能测试和分析

• mosca JavaScript小规模 学习使用
• Musquitto c语言
• emqttd Erlang语言 峰值100w连接数 适合企业级
• Moquette java语言 适合企业级