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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