你也可以写个服务器 - C# Socket学习2

原文: 你也可以写个服务器 - C# Socket学习2

续上篇《你也可以写个聊天程序 - C# Socket学习1》

前言

这里说的服务器是Web服务器，是类似IIS、Tomcat之类的，用来响应浏览器请求的服务。

Socket模拟浏览器的Url Get请求

首先浏览器的请求是HTTP协议。我们上一篇说过，HTTP是短连接，用完就断开，是无状态的。所以我们在等待响应的时候不需要另外开个线程循环等待。
也就是我们只需要通过Socket和服务器建立连接，然后发送请求，然后接收服务器的响应，这样就完成了一次请求。
可是，我们一般访问网页的时候都是通过域名，没有IP也没有端口，怎么和服务器建立连接了。这里就需要用到我们上篇介绍的几个类了：

//根据DNS获取域名绑定的IP
foreach (var address in Dns.GetHostEntry("www.baidu.com").AddressList)
{
    Console.WriteLine($"百度IP:{address}");
}

//字符串转IP地址
IPAddress ipAddress = IPAddress.Parse("192.168.1.101");

//通过IP和端口构造IPEndPoint对象，用于远程连接
//通过IP可以确定一台电脑，通过端口可以确定电脑上的一个程序
IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 80);

对于HTTP没有显示端口默认都是80 （为了简单这里就先不考虑HTTPS了）
知道了IP和端口，连接是可以建立了，为了得到正确的响应，我们应该给服务器发送什么消息呢？这里就需要用到HTTP协议了。
具体协议这里就不说了，我们先F12看看浏览器的请求报文，然后依葫芦画瓢试试，以http://fanyi-pro.baidu.com为例。（现在找个非HTTPS的地址也是不容易了）

然后我们代码实现如下：

void ...()
{
    //得到主机信息
    IPHostEntry ipInfo = Dns.GetHostEntry(new Uri("http://fanyi-pro.baidu.com").Host);
    //取得IPAddress[]
    IPAddress[] ipAddr = ipInfo.AddressList;
    //得到服务器ip
    IPAddress ip = ipAddr[0];
    //组合远程终结点
    IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ip, 80);
    //创建Socket 实例
    Socket socketClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
    
    //尝试连接
    socketClient.Connect(ipEndPoint);
    //发送请求
    Send(socketClient);
    //接收服务器的响应 
    Receive(socketClient); 
}

//接收来自服务端的消息
void Receive(Socket socketClient)
{
    byte[] data = new byte[1024 * 1024];
    while (true)
    {
        //读取客户端发送过来的数据
        int readLeng = socketClient.Receive(data, 0, data.Length, SocketFlags.None);
        textBox2.AppendText($"{socketClient.RemoteEndPoint}：{Encoding.UTF8.GetString(data, 0, readLeng)}\r\n");
    }
}

//发送消息到服务端
void Send(Socket socketClient)
{
    //为了方便演示，仅用请求报文的前两行即可。（切记:需要严格按照报文格式。如，最后需要连续两次换行）
    var msg = $"GET / HTTP/1.1\r\nHost: {new Uri(textBox1.Text).Host}\r\n\r\n";
    socketClient.Send(Encoding.UTF8.GetBytes(msg));
}

整个流程也就是：

• 1、dns服务把域名解析成ip
• 2、通过ip和端口和服务器建立连接（三次握手）
• 3、获取html文档
• 4、根据文档里面的链接（js、css、img）再重复以上过程

【注意】：发送报文的时候需要严格按照报文格式。如，最后需要连续两次换行、行末不能有空格等。

效果图：

用Socket实现Web服务器

Web服务器的实现和我们上一篇的Socket聊天服务端其实也差不多。
不同之处就在于，解析请求报文，然后按HTTP协议回复标准的响应报文（我这里为了简单，就没有按标准的协议来玩，仅仅只是实现了表面的效果）
代码如下：

void ...()
{
    //1 创建Socket对象
    Socket socketServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

    //2 绑定ip和端口
    IPAddress ip = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
    IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ip, 80);
    socketServer.Bind(ipEndPoint);

    //3、开启侦听(等待客户机发出的连接),并设置最大客户端连接数为10
    socketServer.Listen(10); 
    
    //阻塞等待客户端连接
    Task.Run(() => { Accept(socketServer); });
}

//4 阻塞等待客户端连接
private static void Accept(Socket socketServer)
{
    while (true)
    {
        //阻塞等待客户端连接
        Socket newSocket = socketServer.Accept();
        Task.Run(() => { Receive(newSocket); });
    }
}

//5 读取客户端发送过来的报文
private static void Receive(Socket newSocket)
{
    byte[] data = new byte[1024 * 1024];
    while (newSocket.Connected)
    {
        //读取客户端发送过来的数据
        int readLeng = newSocket.Receive(data, 0, data.Length, SocketFlags.None);
        //读取客户端发来的请求报文
        var requst = Encoding.UTF8.GetString(data, 0, readLeng);
        
        //解析请求报文的请求路径（可以解析请求路径、请求文件、文件类型）
        var requstFile = requst.Split("\r\n")[0].Split(" ")[1];
        //回复客户端响应报文
        Send(newSocket, requstFile);
    }
}

//6 回复客户端响应报文
private static void Send(Socket newSocket, string requstFile)
{
    //这里如果请求的根目录，默认显示Index.html
    if (requstFile == "/" ) requstFile = "/Index.html";

    var msg = File.ReadAllText(Directory.GetCurrentDirectory() + requstFile);
    //把消息内容转成字节数组后发送
    newSocket.Send(Encoding.UTF8.GetBytes(msg));
   
    //回复响应后马上关闭连接
    newSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
    newSocket.Close();
}

效果如下：


由此我们知道了.net core为什么可以在不需要iis的情况下，一个黑窗体就提供了对网址的访问。其实也就是KestrelServer通过Socket绑定并监听端口提供的服务。
【注意】：我们绑定的ip是127.0.0.1socketServer.Bind(ipEndPoint)，所以我们测试的时候只能在浏览器输入127.0.0.1或者localhost。如果想通过内外ip访问，我们可以绑定任意ipIPAddress.Any。如socketServer.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, port))。

为什么不见三次握手

对于HTTP/TCP可能大家多少都听过三次握手，可是在我们在用Socket编写Web服务器的时候并没有看到相关的东西啊，这是怎么回事。
因为我们在客户端执行连接socketClient.Connect(ipEndPoint)的时候已经进行了三次握手

具体可细读小坦克大佬的文章。
也就是说我们在用C#的Socket、TCP、HttpClient的时候根本就不用关注这些细节。
另外套接字有三种不同的类型：流套接字、数据报套接字和原始套接字。前两者是标准套接字，分别对应TCP和UDP。而原始套接字则更加底层更加牛逼，普通开发人员一般接触不到。
我们说的HTTP、TCP、UDP之类都是网络协议，那协议到底是什么？通俗的说其实只是你我他之间的一个约定而已，大家都按规定了来那就可以说是协议。
而HTTP又是建立在TCP之上的，也就是说基础协议之后再加约定又可以成为一种新的协议。下章我们将用Socket来实现ModbusTCP协议对寄存器读和写。

结束

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• 完整demo：https://github.com/zhaopeiym/BlogDemoCode/tree/master/Socket编程/2HTTP
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