秋雨 De Blog

一个技术小白的个人博客

基于socket实现一个简易的web服务器

在浏览器输入一个段网址,就会出现你想要的网页或数据,那么这个过程是如何做到的,今天我们来探索这个过程。首先http是基于socket的封装的,那我们就用socket来实现一个简易的web服务器。

首先先说思路,既然想要基于socket实现web服务器,就要知道在输入网址后都发生了什么,所以我们用springboot写个简易的web服务用Wireshark抓个包看看

@Controller
@ResponseBody
public class Test {
    @GetMapping("")
    public String ccc(){
        return "hello word";
    }
}

我们就是实现这样的一个建议的web服务器来探讨socket请求的时候都发生了什么

《基于socket实现一个简易的web服务器》

我们来抓个包:

《基于socket实现一个简易的web服务器》
Wireshark抓包

分析请求的过程

首先是tcp连接的三次握手

《基于socket实现一个简易的web服务器》

建立一个TCP连接时:

  1. 客户端通过调用connect发起打开连接。这时客户端发送SYN(同步)字节,它告诉服务器客户端将在(待连接)连接中发送的数据的初始序号。
  2. 服务器必须确认(ACK)客户端的SYN,同时自己也发个SYN的字节,它含有服务器将在同一连接中发送的数据的初始序列号。
  3. 客户端必须确认服务器的SYN
《基于socket实现一个简易的web服务器》
Wireshark抓包分析握手

发送http请求服务器端的过程

《基于socket实现一个简易的web服务器》
客户端发送服务器端
《基于socket实现一个简易的web服务器》
服务器发返回客户端

这里重点看服务器返回的数据,利用socket仿造一下返回数据就可以

《基于socket实现一个简易的web服务器》

这里可以看到主要的参数有响应头和数据

响应头:

HTTP/1.1 200 /r/n      http 协议 http状态码
Content-Type: text/html;charset=UTF-8 /r/n     类型
Content-Length: 10/r/n    数据长度
Date: Sun, 22 Aug 2021 13:20:36 GMT/r/n   时间
Keep-Alive: timeout=60rn  长连接时间
Connection: keep-alive/r/n 长连接
/r/n 

响应头结束

然后是返回数据

Line-based text data: text/html (1 lines) 
hello word

也就是说服务器主要返回是这几行数据

HTTP/1.1 200 /r/n      
Content-Type: text/html;charset=UTF-8/r/n    
Content-Length: 10/r/n    
/r/n  
 hello word 

Socket连接流程

《基于socket实现一个简易的web服务器》

代码

思路和方法都有了接下来开始写代码

//linux端c++的写法 因为是阻塞式socket所以在读取的时候可能会发生阻塞
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;

int main(){
	int server_socketfd,client_socketfd; //声明服务器端与客户端的socket
	struct sockaddr_in my_addr,remote_addr; // 定义socket地址的结构体
	int sin_size; 
	char buf[BUFSIZ];  //数据传送的缓冲区
	memset(&my_addr, 0, sizeof(my_addr));
	my_addr.sin_family = AF_INET; //socket为TCP/IP – IPv4
	my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; //指定0.0.0.0的地址 接受所有地址的tcp请求
	my_addr.sin_port = htons(8080); //绑定端口

	if ((server_socketfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) { //定义socket
		perror("socket error");
		return 1;
	}

	if (bind(server_socketfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr)) < 0) {//绑定端口与地址
		perror("bind error");
		return 1;
	}

	if (listen(server_socketfd, 5) < 0) { //开启监听
		perror("listen error");
		return 1;
	}

	while (true) {
		sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);
		if ((client_socketfd = accept(server_socketfd, (struct sockaddr *)&remote_addr, (socklen_t *)&sin_size)) < 0) { //阻塞等待请求
			perror("accept error");
			return 1;
		}
		string data = "hello word"; //构造数据
		string buff = "HTTP/1.1 200 rn "; //构造头
		buff += "Content-Type: text/html;charset=UTF-8 rn ";
		buff += "Content-Length: " + data.length();
		buff += "rnrn";
		buff += data;
		cout << "accept client:" << inet_ntoa(remote_addr.sin_addr)<< endl; //打印请求客户端IP
		int len=recv(client_socketfd, buf, BUFSIZ, 0); //接受客户端的数据并将其输出
		buf[len] = '';
		cout << buf << endl;
		send(client_socketfd, buff.c_str(), buff.length(), 0); //发送请求头与数据
		close(client_socketfd); //关闭客户端socket
	}
	close(server_socketfd);//关闭服务端socket
	return 0;
}
//java的写法 java总有访问失败的问题怀疑跟socket连接池有关
package com.company;

import java.net.ServerSocket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;


public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // write your code here
        ExecutorService executorService= Executors.newCachedThreadPool(); //构造线程池
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080); //绑定端
        while (true) {
            executorService.execute(new Https(serverSocket.accept()));//监听将监听的分配给线程池
        }
    }
}
//线程
package com.company;

import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class Https extends Thread{
    private  Socket socket;
    public Https(Socket socket) {
        this.socket=socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        OutputStream outputStream = null;
        DataOutputStream dataOutputStream = null;
        try{
            outputStream= socket.getOutputStream(); //获取socket输出流
            dataOutputStream=new DataOutputStream(outputStream); //将输出流转换成DataOutputStream
            StringBuffer sb = new StringBuffer();
            String data= "hello word"; //构造数据
            sb.append("HTTP/1.1 200rn");//响应头
            sb.append("Content-Type: text/html;charset=UTF-8rn");
            sb.append("Content-Length: "+data.length()+"rn");
            sb.append("rn");
            sb.append(data);
            dataOutputStream.write(sb.toString().getBytes(StandardCharsets.UTF_8)); //写入客户端数据
            dataOutputStream.flush(); //清空缓冲区
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                dataOutputStream.close();
                outputStream.close();
                socket.close();
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}
#python的写法
import socket

if __name__ == '__main__':
    socket_server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM) #定义服务端socket
    socket_server.bind(('127.0.0.1', 8080)) #绑定端口与地址
    socket_server.listen(1) ##监听一个请求
    while 1:
        conn, socket_client = socket_server.accept() #阻塞等待请求并赋值给客户端
        print(socket_client) #打印客户端IP
        data = conn.recv(10240).decode('UTF-8')#解析数据
        print(data)#输出数据
        data = 'hello word'#返回的参数
        buff = 'HTTP/1.1 200 rn' 
               'Content-Type: text/html;charset=UTF-8 rn' 
               'Content-Length: {}rn' 
               'rn' 
               '{}'.format(len(data), data)#构造请求头
        conn.send(buff.encode('UTF-8')) #发送数据
        conn.close()#关闭客户端的socket请求
    socket_server.close() #关闭服务端的socket请求

这个建议的web服务器就算写完了但太简单,不可以区分路径。接下来就需要根据不通的请求路径返回不通的参数与结果。通过正则可以获取请求的路径与请求的方式,静态文件可以获取文件内容的方式返回给客户端。

参考文章列表:

点赞

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注