Membangunkan protokol binari tersuai untuk aplikasi berasaskan Node.js dan WebSockets dengan kebenaran melalui JWT

介紹

開發高效、安全的應用程式不僅需要經過深思熟慮的API，還需要正確選擇資料傳輸協定。 Web 應用程式通常使用基於文字的格式，例如JSON或XML，但對於需要最小延遲和低資料傳輸量的高效能係統，使用二進位協定可能會更有利。在本文中，我們將逐步介紹如何為Node.js和基於 WebSockets 的應用程式開發自訂二進位協議，透過JWT新增授權，並探索二進位協定相對於其他資料格式的優勢。

為什麼採用二進位協定？

二進位協定的優點：

• 效率：二進位協定比基於文字的格式（例如 JSON）更緊湊。它們允許以更壓縮的形式傳輸數據，從而減少傳輸的流量。

• 效能：二進位協定資料量少，無需解析文字格式，節省客戶端和伺服器端資源。

• 安全性：與文字資料相比，二進位資料更難動態分析，使得二進位協定更不容易受到攻擊。

• 靈活性：在二進位協定中，可以更精確地控制資料格式以適應特定的資料類型（例如浮點數、字串、位元組數組等）。

系統架構：

我們將開發一個由以下組件組成的系統：

• Node.js上的伺服器，使用WebSockets與客戶端通訊。

• 一個JavaScript客戶端，連接到伺服器並使用二進位協定傳輸資料。

• 使用 JWT（JSON Web Token）進行授權，以安全地將客戶端連接到伺服器。

Node.js 上的伺服器實現

依賴安裝

首先，讓我們安裝必要的依賴項：

ws是一個用於在伺服器端使用WebSocket的庫，jsonwebtoken用於與 JWT 一起使用。

簡單伺服器程式碼：

代碼說明：

• JWT 授權：伺服器檢查客戶端在連線時傳遞的 JWT 令牌。如果令牌無效，伺服器將關閉連線並出現授權錯誤。

• 二進位資料處理：本範例假設客戶端發送二進位資料。伺服器透過逐字節讀取資料來解析訊息。例如，訊息的第一個位元組可以用作訊息類型，後面是訊息長度和資料本身。

• WebSocket 伺服器：ws程式庫用於管理連線和訊息。

客戶端實施

客戶端程式碼

為了實作客戶端，我們使用純 JavaScript。

代碼說明：

• 伺服器連線：客戶端透過請求字串傳遞 JWT 令牌來連接到WebSocket伺服器。

• 發送二進位資料：為了發送二進位數據，會建立一個ArrayBuffer，其中寫入訊息類型和文字資料。

• 接收訊息：客戶端期望來自伺服器的二進位資料並使用DataView解析它以讀取位元組。

JWT 令牌建立和驗證

在伺服器端建立 JWT 令牌的範例：

此令牌可用於連接客戶端。

結論

將二進位協定與WebSockets結合使用並透過JWT進行授權，可以為客戶端-伺服器通訊提供高效且安全的系統。儘管二進制協定的實作很複雜，但它提供了顯著的效能和資料減少優勢。它們與高負載和資源密集型應用程式特別相關，在這些應用程式中，最小化延遲和網路利用率非常重要。

這種方法對於遊戲開發、即時系統、金融應用程式以及其他需要高效能和可靠性的系統非常有用。

當然，感謝您的閱讀。

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