C#开发自己的Web服务器

介绍

我们将学习如何写一个简单的web服务器，用于响应知名的HTTP请求（GET和POST)，用C#发送响应。然后，我们从网络访问这台服务器，这次我们会说“Hello world!”

背景

HTTP协议

HTTP是服务器和客户机之间的通信协议。它使用TCP/IP协议来发送/接收请求/响应。

有几个HTTP方法，我们将实现两个：GET和POST。

GET

当我们将一个地址输入到我们的Web浏览器的地址栏中，按下回车键时，会发生什么情况？（虽然我们使

用TCP/IP，但我们不指定端口号，因为HTTP默认使用80端口，我们并不需要指定80）

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GET / HTTP/1.1 Host: okbase.net User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; rv:14.0) Gecko/20100101 Firefox/14.0.1 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8 Accept-Language: tr-tr,tr;q=0.8,en-us;q=0.5,en;q=0.3 Accept-Encoding: gzip, deflate Connection: keep-alive

该GET请求使用TCP/IP通过浏览器向服务器发送，请求的是okbase.net的根目录下的内容。

我们可以添加更多的头信息，最基本的信息如下：

1 2	GET / HTTP/1.1 Host: okbase.net

POST

POST请求和GET请求类似，在GET请求里，变量加到url的?下面，POST请求，变量加到两行回车的下面，并需要指定内容长度。

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POST /index.html HTTP/1.1 Host: atasoyweb.net User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; rv:15.0) Gecko/20100101 Firefox/15.0.1 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8 Accept-Language: tr-tr,tr;q=0.8,en-us;q=0.5,en;q=0.3 Accept-Encoding: gzip, deflate Connection: keep-alive Referer: http://okbase.net/ Content-Type: application/x-www-form-urlencoded Content-Length: 35 variable1=value1&variable2=value2

简化版本如下：

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POST /index.html HTTP/1.1 Host: okbase.net Content-Length: 35 variable1=value1&variable2=value2

响应

当服务器接收到一个请求进行解析，并返回一个响应状态代码：

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HTTP/1.1 200 OK Server: Apache/1.3.3.7 (Unix) (Red-Hat/Linux) Content-Length: {content_length} Connection: close Content-Type: text/html; charset=UTF-8 the content of which length is equal to {content_length}

这是一个响应头，"200 OK"便是一切OK，请求的内容将被返回。状态码有很多，我们经常使用200,501,404。

“501 Not Implemented”方法未实现。我们将只实现GET和POST。如果通过其它方法请求，我们将发送此代码。

“404 Not Found”：没有找到请求的内容。

内容类型

服务器必须指定它们的响应中的内容的类型。有许多内容类型，这些也被称为“MIME（多用途互联网邮件扩展）类型”（因为它们也可以用来识别非ASCII的电子邮件）。以下是在我们的实现中，我们将使用的内容类型：（您可以修改代码并添加更多）

text/html

text/xml

text/plain

text/css

image/png

image/gif

image/jpg

image/jpeg

application/zip

如果服务器指定了错误的内容类型的内容会被曲解。例如，如果一台服务器发送纯文本，使用“图像/ png”类型，客户端试图显示的文字图像。

多线程

如果我们使我们的服务器可以同时响应多个客户端，我们必须为每个请求创建新的线程。因此，每个线程处理一个请求，并退出完成它的使命。（多线程也加快了页面加载，因为如果我们请求一个页面，页面中使用了CSS和图像，每个图像和CSS文件会以GET方式发送请求）。

一个简单的Web服务器的实现

现在，我们准备实现一个简单的Web服务器。首先，让我们来定义变量，我们将使用：

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public bool running = false; // Is it running?   private int timeout = 8; // Time limit for data transfers. private Encoding charEncoder = Encoding.UTF8; // To encode string private Socket serverSocket; // Our server socket private string contentPath; // Root path of our contents   // Content types that are supported by our server // You can add more... // To see other types: http://www.webmaster-toolkit.com/mime-types.shtml private Dictionary<string, string> extensions = new Dictionary<string, string>() {     //{ "extension", "content type" }     { "htm", "text/html" },     { "html", "text/html" },     { "xml", "text/xml" },     { "txt", "text/plain" },     { "css", "text/css" },     { "png", "image/png" },     { "gif", "image/gif" },     { "jpg", "image/jpg" },     { "jpeg", "image/jpeg" },     { "zip", "application/zip"} };

启动服务器的方法：

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public bool start(IPAddress ipAddress, int port, int maxNOfCon, string contentPath) {     if (running) return false; // If it is already running, exit.       try     {         // A tcp/ip socket (ipv4)         serverSocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream,                        ProtocolType.Tcp);         serverSocket.Bind(new IPEndPoint(ipAddress, port));         serverSocket.Listen(maxNOfCon);         serverSocket.ReceiveTimeout = timeout;         serverSocket.SendTimeout = timeout;         running = true;         this.contentPath = contentPath;     }     catch { return false; }       // Our thread that will listen connection requests     // and create new threads to handle them.     Thread requestListenerT = new Thread(() =>     {         while (running)         {             Socket clientSocket;             try             {                 clientSocket = serverSocket.Accept();                 // Create new thread to handle the request and continue to listen the socket.                 Thread requestHandler = new Thread(() =>                 {                     clientSocket.ReceiveTimeout = timeout;                     clientSocket.SendTimeout = timeout;                     try { handleTheRequest(clientSocket); }                     catch                     {                         try { clientSocket.Close(); } catch { }                     }                 });                 requestHandler.Start();             }             catch{}         }     });     requestListenerT.Start();       return true; }

停止服务器的方法

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public void stop() {     if (running)     {         running = false;         try { serverSocket.Close(); }         catch { }         serverSocket = null;     } }

最重要的部分代码：

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private void handleTheRequest(Socket clientSocket) {     byte[] buffer = new byte[10240]; // 10 kb, just in case     int receivedBCount = clientSocket.Receive(buffer); // Receive the request     string strReceived = charEncoder.GetString(buffer, 0, receivedBCount);       // Parse method of the request     string httpMethod = strReceived.Substring(0, strReceived.IndexOf(" "));       int start = strReceived.IndexOf(httpMethod) + httpMethod.Length + 1;     int length = strReceived.LastIndexOf("HTTP") - start - 1;     string requestedUrl = strReceived.Substring(start, length);       string requestedFile;     if (httpMethod.Equals("GET") || httpMethod.Equals("POST"))         requestedFile = requestedUrl.Split('?')[0];     else // You can implement other methods...     {         notImplemented(clientSocket);         return;     }       requestedFile = requestedFile.Replace("/", @"").Replace("\..", "");     start = requestedFile.LastIndexOf('.') + 1;     if (start > 0)     {         length = requestedFile.Length - start;         string extension = requestedFile.Substring(start, length);         if (extensions.ContainsKey(extension)) // Do we support this extension?             if (File.Exists(contentPath + requestedFile)) //If yes check existence of the file                 // Everything is OK, send requested file with correct content type:                 sendOkResponse(clientSocket,                   File.ReadAllBytes(contentPath + requestedFile), extensions[extension]);             else                 notFound(clientSocket); // We don't support this extension.                                         // We are assuming that it doesn't exist.     }     else     {         // If file is not specified try to send index.htm or index.html         // You can add more (default.htm, default.html)           if (requestedFile.Substring(length - 1, 1) != @"")             requestedFile += @"";         if (File.Exists(contentPath + requestedFile + "index.htm"))             sendOkResponse(clientSocket,               File.ReadAllBytes(contentPath + requestedFile + "\index.htm"), "text/html");         else if (File.Exists(contentPath + requestedFile + "index.html"))             sendOkResponse(clientSocket,               File.ReadAllBytes(contentPath + requestedFile + "\index.html"), "text/html");         else             notFound(clientSocket);     } }

不同的状态代码的响应：

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private void notImplemented(Socket clientSocket) {        sendResponse(clientSocket, "<html><head><meta         http-equiv="Content-Type" content="text/html;         charset=utf-8">         </head><body><h2>Atasoy Simple Web         Server</h2><div>501 - Method Not         Implemented</div></body></html>",         "501 Not Implemented", "text/html");   }   private void notFound(Socket clientSocket) {       sendResponse(clientSocket, "<html><head><meta         http-equiv="Content-Type" content="text/html;         charset=utf-8"></head><body><h2>Atasoy Simple Web         Server</h2><div>404 - Not         Found</div></body></html>",         "404 Not Found", "text/html"); }   private void sendOkResponse(Socket clientSocket, byte[] bContent, string contentType) {     sendResponse(clientSocket, bContent, "200 OK", contentType); }

将响应发送到客户端的方法

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// For strings private void sendResponse(Socket clientSocket, string strContent, string responseCode,                           string contentType) {     byte[] bContent = charEncoder.GetBytes(strContent);     sendResponse(clientSocket, bContent, responseCode, contentType); }   // For byte arrays private void sendResponse(Socket clientSocket, byte[] bContent, string responseCode,                           string contentType) {     try     {         byte[] bHeader = charEncoder.GetBytes(                             "HTTP/1.1 " + responseCode + " "                           + "Server: Atasoy Simple Web Server "                           + "Content-Length: " + bContent.Length.ToString() + " "                           + "Connection: close "                           + "Content-Type: " + contentType + " ");         clientSocket.Send(bHeader);         clientSocket.Send(bContent);         clientSocket.Close();     }     catch { } }

用法

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// to create new one: Server server = new Server(); // to start it server.start(ipAddress, port, maxconnections, contentpath); // to stop it server.stop();

向全世界说"Hello"

我们简单的Web服务器已准备就绪。现在，我们将从Internet访问它。为了实现这一目标，我们必须将请求从Modem重定向到我们的计算机。如果我们的调制解调器支持UPnP那就很简单。

1. 下载UPnp Port Forwarder ，并运行它。

2. 点击“Search For Devices”按钮。如果您的调制解调器支持UPnP，它会被添加到ComboBox。

3. 点击“Update List”按钮，列出转发端口。

4. 然后点击“Add New”按钮，填写表格。

5. 如果选中“IP”复选框，并输入一个IP地址，只有从这个IP的请求将被重定向。所以，千万不要填写。

6. 内部端口必须等于我们服务器的端口。

7.“Port”和“ Internal port”可以不相同。

这样，所有来自externalip:port的请求都将通过modem转发到我们的电脑上，你可以用http://www.web-sniffer.net/ 来测试连接的有效性，输入外部IP和端口号 http://外部IP:端口号并点击Submit按钮...

(全文完)