C#实现简单WEB服务器

 

一、HTTP协议的作用原理

WWW是以Internet作为传输媒介的一个应用系统，WWW网上最基本的传输单位是Web网页。WWW的工作基于客户机/服务器计算模型，由Web 浏览器(客户机)和Web服务器(服务器)构成，两者之间采用超文本传送协议（HTTP）进行通信。HTTP协议是基于TCP/IP协议之上的协议，是 Web浏览器和Web服务器之间的应用层协议，是通用的、无状态的、面向对象的协议。HTTP协议的作用原理包括四个步骤：

连接：Web浏览器与Web服务器建立连接，打开一个称为socket（套接字）的虚拟文件，此文件的建立标志着连接建立成功。

请求：Web浏览器通过socket向Web服务器提交请求。HTTP的请求一般是GET或POST命令（POST用于FORM参数的传递）。GET命令的格式为：

GET 路径/文件名 HTTP/1.0

文件名指出所访问的文件，HTTP/1.0指出Web浏览器使用的HTTP版本。

应答：Web浏览器提交请求后，通过HTTP协议传送给Web服务器。Web服务器接到后，进行事务处理，处理结果又通过HTTP传回给Web浏览器，从而在Web浏览器上显示出所请求的页面。

例：假设客户机与www.mycomputer.com:8080/mydir/index.html建立了连接，就会发送GET命令： GET /mydir/index.html HTTP/1.0。主机名为www.mycomputer.com的Web服务器从它的文档空间中搜索子目录mydir的文件index.html。如果找到该文件，Web服务器把该文件内容传送给相应的Web浏览器。

为了告知 Web浏览器传送内容的类型，Web服务器首先传送一些HTTP头信息，然后传送具体内容（即HTTP体信息），HTTP头信息和HTTP体信息之间用一个空行分开。

常用的HTTP头信息有：

① HTTP 1.0 200 OK

这是Web服务器应答的第一行，列出服务器正在运行的HTTP版本号和应答代码。代码“200 OK”表示请求完成。

② MIME_Version:1.0

它指示MIME类型的版本。

③ content_type:类型

这个头信息非常重要，它指示HTTP体信息的MIME类型。如：content_type:text/html指示传送的数据是HTML文档。

④ content_length:长度值

它指示HTTP体信息的长度（字节）。

关闭连接：当应答结束后，Web浏览器与Web服务器必须断开，以保证其它Web浏览器能够与Web服务器建立连接。

二、C#实现Web服务器功能的程序设计

根据上述HTTP协议的作用原理，实现GET请求的Web服务器程序的方法如下：

创建TcpListener类对象，监听某端口（任意输入闲置端口 如：8080 ）。

等待、接受客户机连接到该端口，得到与客户机连接的socket;

从与socket关联的输入流中读取一行客户机提交的请求信息，请求信息的格式为：GET 路径/文件名 HTTP/1.0

从请求信息中获取请求类型。如果请求类型是GET，则从请求信息中获取所访问的HTML文件名。没有HTML文件名时，则以index.html作为文件名；

如果HTML文件存在，则打开HTML文件，把HTTP头信息和HTML文件内容通过socket传回给Web浏览器，然后关闭文件。否则发送错误信息给Web浏览器；

关闭与相应Web浏览器连接的socket字。

实现的代码如下：
//////////webserver.cs//////////////////

namespace cnnbsun.webserver
{
using System;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading ;

class MyWebServer
{

private TcpListener myListener ;
private int port = 8080 ; // 选者任何闲置端口

//开始兼听端口
//同时启动一个兼听进程
public MyWebServer()
{
try
{
//开始兼听端口
myListener = new TcpListener(port) ;
myListener.Start();
Console.WriteLine("Web Server Running... Press ^C to Stop...");
//同时启动一个兼听进程 ''StartListen''
Thread th = new Thread(new ThreadStart(StartListen));
th.Start() ;

}
catch(Exception e)
{
Console.WriteLine("兼听端口时发生错误 :" +e.ToString());
}
}
public void SendHeader(string sHttpVersion, string sMIMEHeader, int iTotBytes, string sStatusCode, ref Socket mySocket)
{

String sBuffer = "";

if (sMIMEHeader.Length == 0 )
{
sMIMEHeader = "text/html"; // 默认 text/html
}

sBuffer = sBuffer + sHttpVersion + sStatusCode + "\r\n";
sBuffer = sBuffer + "Server: cx1193719-b\r\n";
sBuffer = sBuffer + "Content-Type: " + sMIMEHeader + "\r\n";
sBuffer = sBuffer + "Accept-Ranges: bytes\r\n";
sBuffer = sBuffer + "Content-Length: " + iTotBytes + "\r\n\r\n";

Byte[] bSendData = Encoding.ASCII.GetBytes(sBuffer);

SendToBrowser( bSendData, ref mySocket);

Console.WriteLine("Total Bytes : " + iTotBytes.ToString());

}

public void SendToBrowser(String sData, ref Socket mySocket)
{
SendToBrowser (Encoding.ASCII.GetBytes(sData), ref mySocket);
}

public void SendToBrowser(Byte[] bSendData, ref Socket mySocket)
{
int numBytes = 0;

try
{
if (mySocket.Connected)
{
if (( numBytes = mySocket.Send(bSendData, bSendData.Length,0)) == -1)
Console.WriteLine("Socket Error cannot Send Packet");
else
{
Console.WriteLine("No. of bytes send {0}" , numBytes);
}
}
else
Console.WriteLine("连接失败....");
}
catch (Exception e)
{
Console.WriteLine("发生错误 : {0} ", e );

}
}
public static void Main()
{
MyWebServer MWS = new MyWebServer();
}
public void StartListen()
{

int iStartPos = 0;
String sRequest;
String sDirName;
String sRequestedFile;
String sErrorMessage;
String sLocalDir;
/////////////////////////////////////注意设定你自己的虚拟目录/////////////////////////////////////
String sMyWebServerRoot = "E:\\MyWebServerRoot\\"; //设置你的虚拟目录
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
String sPhysicalFilePath = "";
String sFormattedMessage = "";
String sResponse = "";

while(true)
{
//接受新连接
Socket mySocket = myListener.AcceptSocket() ;

Console.WriteLine ("Socket Type " +mySocket.SocketType );
if(mySocket.Connected)
{
Console.WriteLine("\nClient Connected!!\n==================\nCLient IP {0}\n",mySocket.RemoteEndPoint) ;

Byte[] bReceive = new Byte[1024] ;
int i = mySocket.Receive(bReceive,bReceive.Length,0) ;

//转换成字符串类型
string sBuffer = Encoding.ASCII.GetString(bReceive);

//只处理"get"请求类型
if (sBuffer.Substring(0,3) != "GET" )
{
Console.WriteLine("只处理get请求类型..");
mySocket.Close();
return;
}

// 查找 "HTTP" 的位置
iStartPos = sBuffer.IndexOf("HTTP",1);

string sHttpVersion = sBuffer.Substring(iStartPos,8);

// 得到请求类型和文件目录文件名
sRequest = sBuffer.Substring(0,iStartPos - 1);

sRequest.Replace("\\","/");

//如果结尾不是文件名也不是以"/"结尾则加"/"
if ((sRequest.IndexOf(".") <1) && (!sRequest.EndsWith("/")))
{
sRequest = sRequest + "/";
}

//得带请求文件名
iStartPos = sRequest.LastIndexOf("/") + 1;
sRequestedFile = sRequest.Substring(iStartPos);

//得到请求文件目录
sDirName = sRequest.Substring(sRequest.IndexOf("/"), sRequest.LastIndexOf("/")-3);

//获取虚拟目录物理路径
sLocalDir = sMyWebServerRoot;

Console.WriteLine("请求文件目录 : " + sLocalDir);

if (sLocalDir.Length == 0 )
{
sErrorMessage = "<H2>Error!! Requested Directory does not exists</H2><Br>";
SendHeader(sHttpVersion, "", sErrorMessage.Length, " 404 Not Found", ref mySocket);
SendToBrowser(sErrorMessage, ref mySocket);
mySocket.Close();
continue;
}

if (sRequestedFile.Length == 0 )
{
// 取得请求文件名
sRequestedFile = "index.html";
}

/////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 取得请求文件类型（设定为text/html）
/////////////////////////////////////////////////////////////////////

String sMimeType = "text/html";

sPhysicalFilePath = sLocalDir + sRequestedFile;
Console.WriteLine("请求文件: " + sPhysicalFilePath);

if (File.Exists(sPhysicalFilePath) == false)
{

sErrorMessage = "<H2>404 Error! File Does Not Exists...</H2>";
SendHeader(sHttpVersion, "", sErrorMessage.Length, " 404 Not Found", ref mySocket);
SendToBrowser( sErrorMessage, ref mySocket);

Console.WriteLine(sFormattedMessage);
}

else
{
int iTotBytes=0;

sResponse ="";

FileStream fs = new FileStream(sPhysicalFilePath, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read);

BinaryReader reader = new BinaryReader(fs);
byte[] bytes = new byte[fs.Length];
int read;
while((read = reader.Read(bytes, 0, bytes.Length)) != 0)
{
sResponse = sResponse + Encoding.ASCII.GetString(bytes,0,read);

iTotBytes = iTotBytes + read;

}
reader.Close();
fs.Close();

SendHeader(sHttpVersion, sMimeType, iTotBytes, " 200 OK", ref mySocket);
SendToBrowser(bytes, ref mySocket);
//mySocket.Send(bytes, bytes.Length,0);

}
mySocket.Close();
}
}
}

}
}