zoukankan      html  css  js  c++  java
  • C 语言实现一个简单的 web 服务器!了解 Socket 通讯工作原理!

    说到 web 服务器想必大多数人首先想到的协议是 http,那么 http 之下则是 tcp,本篇文章将通过 tcp 来实现一个简单的 web 服务器。

    本篇文章将着重讲解如何实现,对于 http 与 tcp 的概念本篇将不过多讲解。

     

    一、了解 Socket 及 web 服务工作原理

    既然是基于 tcp 实现 web 服务器,很多学习 C 语言的小伙伴可能会很快的想到套接字 socket。socket 是一个较为抽象的通信进程,或者说是主机与主机进行信息交互的一种抽象。socket 可以将数据流送入网络中,也可以接收数据流。

    socket 的信息交互与本地文件信息的读取从表面特征上看类似,但其中所存在的编写复杂度是本地 IO 不能比拟的,但却有相似点。

    在 win 下 socket 的交互交互步骤为:


     

    了解完了一个 socket 的基本步骤后我们了解一下一个基本 web 请求的用户常规操作,操作分为:打开浏览器-->输入资源地址 ip 地址-->得到资源。

    当目标服务器接收到该操作产生掉请求后,我们可以把服务器的响应流程步骤看为:获得 request 请求-->得到请求关键数据-->获取关键数据-->发送关键数据。

    服务器的这一步流程是在启动socket 进行监听后才能响应。通过监听得知接收到请求,使用 recv 接收请求数据,从而根据该参数得到进行资源获取,最后通过 send 将数据进行返回。

     

    二、创建sokect完成监听

    2.1 WSAStartup初始化

    首先在c语言头文件中引入依赖 WinSock2.h:


     

    在第一点中对 socket 的创建步骤已有说明,首先需要完成 socket 的初始化操作,使用函数 WSAStartup,该函数的原型为:


     

    该函数的参数 wVersionRequired 表示 WinSock2 的版本号;

    lpWSAData 参数为指向 WSADATA 的指针,WSADATA 结构用于 WSAStartup 初始化后返回的信息。

    wVersionRequired 可以使用 MAKEWORD 生成,在这里可以使用版本 1.1 或版本2.2,1.1 只支持 TCP/IP,版本 2.1 则会有更多的支持,在此我们选择版本 1.1。

    首先声明一个 WSADATA 结构体  :


     

    随后传参至初始化函数 WSAStartup 完成初始化:


     

    WSAStartup 若初始化失败则会返回非0值:


     

    2.2 创建socket 套接字

    初始化完毕后开始创建套接字,套接字创建使用函数,函数原型为:


     

    在函数原型中,af 表示 IP 地址类型,使用 PF_INET 表示 IPV4,type 表示使用哪种通信类型,例如 SOCK_STREAM 表示 TCP,protocol 表示传输协议,使用 0 会根据前 2 个参数使用默认值。


     

    创建完 socket 后,若为 -1 表示创建失败,进行判断如下:


     

    2.3 绑定服务器

    创建完 socket 后需要对服务器进行绑定,配置端口信息、IP 地址等。 首先查看 bind 函数需要哪一些参数,函数原型如下:


     

    参数 socket 表示绑定的 socket,传入 socket 即可;addr 为 sockaddr_in 的结构体变量的指针,在 sockaddr_in 结构体变量中配置一些服务器信息;addrlen 为 addr 的大小值。

    通过 bind 函数原型得知了我们所需要的数据,接下来创建一个 sockaddr_in 结构体变量用于配置服务器信息:


     

    随后配置地址家族为AF_INET对应TCP/IP:


     

    接着配置端口信息:


     

    再指定 ip 地址:


     

    ip 地址若不确定可以手动输入,最后使用神器 memset 初始化内存,完整代码如下:


     

    随后使用 bind 函数进行绑定且进行判断是否绑定成功:


     

    2.4 listen进行监听

    绑定成功后开始对端口进行监听。查看 listen 函数原型:


     

    函数原型中,参数 sockfd 表示监听的套接字,backlog 为设置内核中的某一些处理(此处不进行深入讲解),直接设置成 10 即可,最大上限为 128。使用监听并且判断是否成功代码为:


     

    此阶段完整代码如下:


     

    运行代码可得知代码无错误,并且输出 listening:


     

     

    2.5 获取请求

    监听完成后开始获取请求。受限需要使用 accept 对套接字进行连接,accept 函数原型如下:


     

    参数 sockfd 为指定的套接字;addr 为指向 struct sockaddr 的指针,一般为客户端地址;addrlen 一般设置为设置为 sizeof(struct   sockaddr_in) 即可。代码为:


     

    接下来开始接受客户端的请求,使用recv函数,函数原型为:


     

    参数 sockfd 为 accept 建立的通信;buf 为缓存,数据存放的位置;len 为缓存大小;flags 一般设置为0即可:


     

    此时我们再到 accpt 和 recv 外层添加一个循环,使之流程可重复:


     

    并且可以在浏览器输入 127.0.0.1:8080 将会看到客户端打印了 listening 新建了链接:


     

     

    我们添加printf语句可查看客户端请求:


     

     

    接下来我们对请求头进行对应的操作。

     

    2.6 请求处理层编写

    得到请求后开始编写处理层。继续接着代码往下写没有层级,编写一个函数名为 req,该函数接收请求信息与一个建立好的连接为参数:


     

    然后先在 while 循环中传递需要的值:


     

    接着开始编写 req 函数,首先在 req 函数中标记当前目录下:


     

    随后分离出请求与参数:


     

    接着我们标记一些头元素:


     

    接着获取请求参数,若获取 index.html,就获取当前路径下的该文件:


     

    获取文件后表示请求 ok,我们先返回一个 200 状态:


     

    接着编写一个发送函数 send_:


     

    send 函数功能并不难在此不再赘述,就是一个遍历发送的逻辑。随后发送 http 响应与文件类型:


     

    随后获得请求文件的描述,需要添加头文件#include <sys/stat.h>使用fstat,且向已连接的通信发生必要的信息 :


     

    最后发送数据:


     

    最后访问地址,得到当前目录下 index.html 文件数据,并且在浏览器渲染:


     

    是不是很神奇呢,你也试试自己动手做出来一个简单的 web 服务器吧!想要获取完整代码,关注我给我留言!


     

    不管你是转行也好,初学也罢,进阶也可

    ——【值得关注进入】的C/C++编程学习进阶俱乐部!——

    涉及到:C语言、C++、windows编程、网络编程、QT界面开发、Linux编程、游戏编程、黑客等等......


     

    一个活跃、高格调、高层次的程序员编程学习殿堂;编程入门只是顺带,思维的提高才有价值!

  • 相关阅读:
    毕业一年的广州之行
    js一个抽奖的例子
    关于position:absolute的困惑
    px,pt,em,rem
    HTML4.01和XHTML1.0和XHTML1.1的一些区别
    通过微信分享链接,后面会被加上from=singlemessage&isappinstalled=1可能导致网页打不开
    windows无提示关闭页面
    canvas画随机闪烁的星星
    angular背景图片问题
    Python爬虫(二)— Python3内置模块 Urllib
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/huya-edu/p/14036404.html
Copyright © 2011-2022 走看看