Сетевое программирование на TypeScript: от сокетов до WebSocket

Сетевое программирование на TypeScript: от сокетов до WebSocket

Когда мы говорим о сетевом программировании на TypeScript, то часто представляем себе сложные распределённые системы, чаты реального времени или игровые серверы. И это не случайно: TypeScript с его строгой типизацией и возможностями статического анализа делает разработку сетевых приложений не только безопасной, но и по-настоящему удобной.

В этой статье мы разберём, как создавать клиент-серверные приложения на TypeScript, используя встроенные модули Node.js — net и dgram — а также библиотеки для работы с WebSocket. Вы получите готовые примеры кода, которые можно сразу применить в проектах.

Почему TypeScript для сетевого программирования?

Многие разработчики привыкли использовать JavaScript для бэкенда, но TypeScript сетевое программирование даёт ряд преимуществ:

• Типизация данных — вы заранее определяете структуру пакетов и сообщений
• Автодополнение — IDE подсказывает методы сокетов и их параметры
• Меньше ошибок — компилятор ловит несоответствия типов ещё до запуска

Давайте посмотрим на реальный пример. Представьте, что мы пишем TCP-сервер. В JavaScript вы бы писали:

const server = require('net').createServer(socket => {
  socket.on('data', data => {
    // data — это Buffer, нужно помнить об этом
  });
});

В TypeScript же мы получаем чёткие типы:

import * as net from 'net';

const server: net.Server = net.createServer((socket: net.Socket) => {
  socket.on('data', (data: Buffer) => {
    // Тип Buffer известен, работаем уверенно
  });
});

Кажется мелочью, но на больших проектах эта разница спасает часы отладки.

Основы: TCP-сервер и клиент на TypeScript

Начнём с классики — TCP. Создадим простой эхо-сервер, который возвращает клиенту то, что получил.

TCP-сервер

import * as net from 'net';

const PORT: number = 3000;
const HOST: string = '127.0.0.1';

const server: net.Server = net.createServer((socket: net.Socket) => {
  console.log(`Клиент подключился: ${socket.remoteAddress}:${socket.remotePort}`);

  socket.on('data', (data: Buffer) => {
    const message: string = data.toString().trim();
    console.log(`Получено: ${message}`);
    socket.write(`Эхо: ${message}\n`);
  });

  socket.on('end', () => {
    console.log('Клиент отключился');
  });

  socket.on('error', (err: Error) => {
    console.error('Ошибка сокета:', err.message);
  });
});

server.listen(PORT, HOST, () => {
  console.log(`TCP-сервер запущен на ${HOST}:${PORT}`);
});

Обратите внимание: мы типизировали все переменные — server, socket, data, err. Это позволяет нам видеть, какие методы доступны у сокета, и избежать случайных ошибок.

TCP-клиент

import * as net from 'net';

const client: net.Socket = new net.Socket();

client.connect(3000, '127.0.0.1', () => {
  console.log('Подключено к серверу');
  client.write('Привет, сервер!');
});

client.on('data', (data: Buffer) => {
  console.log('Ответ сервера:', data.toString());
  client.destroy();
});

client.on('close', () => {
  console.log('Соединение закрыто');
});

Этот код можно запустить в любом проекте на Node.js с TypeScript. Просто установите @types/node и компилируйте.

UDP: когда скорость важнее надёжности

Если вам нужно передавать данные без установления соединения (например, для стриминга или игр), используйте UDP сокеты TypeScript. Модуль dgram предоставляет всё необходимое.

UDP-сервер

import * as dgram from 'dgram';

const server: dgram.Socket = dgram.createSocket('udp4');

server.on('message', (msg: Buffer, rinfo: dgram.RemoteInfo) => {
  console.log(`Получено от ${rinfo.address}:${rinfo.port}: ${msg.toString()}`);
  server.send(msg, rinfo.port, rinfo.address);
});

server.on('listening', () => {
  const address = server.address();
  console.log(`UDP-сервер слушает ${address.address}:${address.port}`);
});

server.bind(4000);

UDP-клиент

import * as dgram from 'dgram';

const client: dgram.Socket = dgram.createSocket('udp4');
const message: Buffer = Buffer.from('Привет по UDP!');

client.send(message, 4000, '127.0.0.1', (err: Error | null) => {
  if (err) {
    console.error('Ошибка отправки:', err);
  } else {
    console.log('Сообщение отправлено');
  }
  client.close();
});

UDP не гарантирует доставку, но работает быстрее TCP. Выбирайте протокол под задачу: для передачи файлов — TCP, для видеотрансляций — UDP.

WebSocket: двусторонняя связь в реальном времени

Современные веб-приложения редко обходятся без WebSocket. WebSocket TypeScript позволяет организовать постоянный канал связи между клиентом и сервером. Используем популярную библиотеку ws.

Установите зависимости:

npm install ws
npm install -D @types/ws

WebSocket-сервер

import { WebSocketServer, WebSocket } from 'ws';

const wss: WebSocketServer = new WebSocketServer({ port: 8080 });

wss.on('connection', (ws: WebSocket) => {
  console.log('Новое WebSocket-соединение');

  ws.on('message', (data: Buffer) => {
    const message: string = data.toString();
    console.log(`Получено: ${message}`);

    // Отправляем сообщение всем подключённым клиентам
    wss.clients.forEach((client) => {
      if (client.readyState === WebSocket.OPEN) {
        client.send(`Сервер: ${message}`);
      }
    });
  });

  ws.on('close', () => {
    console.log('Клиент отключился');
  });

  ws.send('Добро пожаловать на WebSocket-сервер!');
});

console.log('WebSocket сервер запущен на ws://localhost:8080');

WebSocket-клиент (браузер или Node.js)

import WebSocket from 'ws';

const ws: WebSocket = new WebSocket('ws://localhost:8080');

ws.on('open', () => {
  console.log('Подключено к серверу');
  ws.send('Привет от клиента!');
});

ws.on('message', (data: Buffer) => {
  console.log('Сообщение от сервера:', data.toString());
});

ws.on('close', () => {
  console.log('Соединение закрыто');
});

Обратите внимание: в TypeScript мы явно указываем тип WebSocket и Buffer. Это помогает избежать путаницы с разными типами данных.