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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