再看.net本质（二）

2023-01-09 22:51:34

　　3.【HTTP协议】当浏览器寻找到Web服务器的地址之后，浏览器将帮助我们把对服务器的请求转换为一系列参数发送给Web服务器。服务器收到浏览器的请求对数之后，将会分析这些数据并进行处理，然后向浏览器回应处理的结果，也就是一些新的数据：这些数据通常是HTML网页或者图片。浏览器收到之后，解析这些数据，将它们呈现在浏览器的窗口中，就是我们现在看到的网页。在浏览器与Web服务器的对话中，需要使用双方都能够理解的语法规范进行通信，这种程序之间进行通信的语法规范，我们称之为协议。协议有许许多多种，根据国际标准化组织ISO的网络参考模型，程序与程序之间的通信可以分为7层：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。每层都有自己所对应的协议。比如，应用层之间的通信协议，我们称为应用层协议。不同的应用程序可能有着不同的应用层协议。同一层的协议也有许许多多种。浏览器与Web服务喊叫之间的协议是应用层协议，当前，我们主要遵循的协议为HTTP/1.1。HTTP协议是Web开发的基础，这是一个无状态的协议，客户机与服务器之间通过请求和响应完成一次会话（Session）。每次会话中，通信双方发送的数据称为消息，消息分为两种：请求消息和回应消息。

　　4【最简单的Web服务器】在遥远的Unix时代，为了解决传输层的编程问题，从4.2BSD Unix 开始，Unix提供了类似于文件操作的网络操作方式--Socket.通过Socket,程序员可以像操作文件一样通过打开写入读取，关闭等操作完成网络编程。这使得网络编程可以统一到文件操作之下。通过Socket 帮助程序员解决网络传输层的问题，而系统中的网络系统负责处理网络内部的复杂操作，这样程序员就可以比较容易地编写网络应用程序。需要注意的是，应用层的协议需要针对网络程序专门处理，Socket不负责应用层的协议，仅仅负责传输层的协议。当然，网络毕竟不是简单的文件，所以，在使用Socket的时候，程序员还是需要设置一些网络相关的细节问题参数。通过Socket开发网络应用程序的时候，首先需要考虑所使用的网络类型，主要包括以下三个方面： 1）Socket类型，使用网络协议的类别，IPv4的类型为PF_INET. 2)数据通信的类型，常见的数据报（sock_dgram),数据流（sock_stream). 3)使用的网络协议，比如：TCP协议。在同一个网络地址上，为了区分使用相同协议的不同应用程序，可以为不同的应用程序分配一个数字编号，这个编号称为网络端口号（port)。端口号是一个两字节的整数，取值范围从0到65535.==又分为三类：a:0gc 1023称为众所周知的端口，由特定的网络程序使用，b :第二类范围：1024到49151称为登记端口，这些商品不由IANA控制，c:49152到65535，称为动态或者天愁私有端口，这些端口可以由普通用户程序使用。

对于一个网络应用程序来说，通过地址，协议和端口号可以唯一地确定网络上的一个应用程序。其中地址和端口的组合称为端点（EndPoint）.每个Socket 需要绑定到一个端点上与其他端点进行通信。

在.net中，System.Net命名空间提供了网络编程的大多数数据类型以及常用操作，其中常用的类型如下：

　　1：IPAddress类用来表示一个IP地址。

　　2：IPEndPoint类用来表示一个IP地址和一个端口号的组合，称为网络的端点。

　　3：System.Net.Sockets命名空间中提供了基于Socket编程的数据类型。

　　4：Socket类封装了Socket的操作。

　　　　 4.1：Listen:设置基于连接通信的Socket进入监听状态，并设置等待队列的长度。

　　　　4.2：Accept:等待一个新的连接，当新连接到达的时候，返回一个针对新连接的Socket对象。通过这个新的Socket对象，可以与新连接通信

　　　　4.3：Receive:通过Socket接受字节数据，保存到一个字节数组中，返回实际接收的字节数。

　　　　4.4：Send:通过Socket发送预先保存的字节数组中的数据。

下面是用Socket编程一个简单的Web服务器：

// 取得本机的 loopback 网络地址，即 127.0.0.1

IPAddress address = IPAddress.Loopback;

// 创建可以访问的端点，49152 表示端口号 I

PEndPoint endPoint = new IPEndPoint(address, 8008);

// 创建一个 socket，使用 IPv4 地址，传输控制协议 TCP，双向、可靠、基于连接的字节流

System.Net.Sockets.Socket socket = new System.Net.Sockets.Socket( AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

// 将 socket 绑定到一个端点上

socket.Bind(endPoint);

// 设置连接队列的长度

socket.Listen(10);

Console.WriteLine("开始监听, 端口号：{0}.", endPoint.Port);

while (true)

{

// 开始监听，这个方法会阻塞线程的执行，直到接受到一个客户端的连接请求

System.Net.Sockets.Socket client = socket.Accept();

// 输出客户端的地址

Console.WriteLine(client.RemoteEndPoint);

// 准备读取客户端请求的数据，读取的数据将保存在一个数组中

byte[] buffer = new byte[4096];

// 接受数据

int length = client.Receive(buffer, 4096, SocketFlags.None);

// 将请求的数据翻译为 UTF-8

System.Text.Encoding utf8 = System.Text.Encoding.UTF8;

string requestString = utf8.GetString(buffer, 0, length);

// 显示请求的内容

Console.WriteLine(requestString);

// 状态行

string statusLine = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";

byte[] statusLineBytes = utf8.GetBytes(statusLine);

// 准备发送到客户端的网页

string responseBody = @"<html>

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　<head><title>From Socket Server</title></head>

　　　　　　　　　　　　　　　　　　<body><h1>Hello, world.</h1></body>

　　　　　　　　　　　　　　　　　　</html>";

byte[] responseBodyBytes = utf8.GetBytes(responseBody);

// 回应的头部

string responseHeader = string.Format( "Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\nContent-Length: {0}\r\n", responseBody.Length );

byte[] responseHeaderBytes = utf8.GetBytes(responseHeader);

// 向客户端发送状态信息

client.Send(statusLineBytes);

// 向客户端发送回应头

client.Send(responseHeaderBytes);

// 头部与内容的分隔行

client.Send(new byte[] { 13, 10 });

// 向客户端发送内容部分

client.Send(responseBodyBytes);

// 断开与客户端的连接

client.Close();

if (Console.KeyAvailable)

break;

}

// 关闭服务器

socket.Close();

基于TcpListener的Web服务器为了简化基于TCP协议的监听程序，.net在System.Net.Sockets命名空间中提供了TcpListener类，使用它，在构造函数中传递一组网络端点信息就可以准备好监听参数，而不再需要设置使用的网络协议等细节，调用start方法之后，监听工作就开始了。AcceptTcpClient方法将阻塞进行，直到一个客户端的连接到达监听器，这个方法将返回一个代表客户端连接的代理对象，它的类型为TcpClient，我们可以通过它与客户端进行通信。

//取得本机的loopback网络地址，即127.0.0.1

IPAddress address=IPAddress.Loopback;

//创建可以访问的端点，49152 表示端口号

IPEndPoint endPoint=new IPEndPoint(address,49152);

//创建TCP监听器

TcpListener newserver=new TcpListener(endPoint);

//启动监听器

newserver.Start();

Console.WritenLine("开始监听。。。");

while(true)

{

//等待客户端连接

TcpClient newclient=newserver.AcceptTcpClient();

Console.WriteLine("已经建立连接！");

//得到一个网络流

NetworkStream ns=newclient.GetStream();

//处理过程中使用UTF-8编码

System.Text.Encoding utf8=System.Text.Encoding.UTF8;

byte[]request=new byte[]4096; int length=ns.Read(request,0,4096);

string requestString=utf8.GetString(request,0,length);

Console.WriteLine(requestString);

//状态行

string statusLine="HTTP/1.1 200 OK\r\n"; byte[]statusLineBytes=uft8.GetBytes(statusLine); //装备发送到客户端的网页 string responseBody="<html><head><title>From Socket Server</title></head><body><h1> 这些内容是从自定义网页服务器返回过来的</h1></body></html>" //回应的头部 string responseHeader=string.Format("Content_Type:text/html;charset=UTF-8\r\nContent-Length:{0}\r\n",responseBody.Lenght); byte[] responseHeaderBytes=utf8.GetBytes(responseHeader); //输出回应的状态行 ns.Write(statusLineBytes,0,statusLineBytes.Length); //输出回应的头部 ns.Write(ResponseHeaderBytes,0,responseHeaderBytes.Length); //输出回应头部与内容之间的空行 ns.Write(new byte[]{13,10},0,2); //输出内容部分 ns.Write(responsebodyBytes,0,responseBodyBytes.length); //newclient.Close(); if(Console.KeyAvailable) break; } //关闭服务器 newserver.Stop();

基于HttpListener的Web服务器为了进一步简化HTTP协议的监听器，.NET在命名空间Systtem.Net中提供了HttpListener类。伴随这个对象，.NET提供了一系列相关对象封装了HTTP的处理工作。注意，这个类使用Http.sys系统组件完成工作，所以，只有在Windows XP SP2或者Server 2003 以上的操作系统中才能使用。 HttpListener类进一步简化了监听操作，公需要通过字符串的方法提供监听的地址，端口号以及虚拟路径，就可以开始监听工作。开始监听后，GetContext方法将阻塞线程，当客户端的请求到达之后，HttpListener返回一个HttpListenerContext对象作为处理客户端请求的总代理，通过代理对象的Request属性，我们可以得到一个类型为HttpListenerRequest的代表请求参数的对象，这个对象将大多数请求参数进行了对象化，所以，我们可以通过它提供的一系列属性来猎取请求参数。例如HttpListenerRequest的HttpMethod属性就提供了请求的方法类型。通过代理的Response属性，可以得到一个类似为HttpListenerResponse的回应处理对象，这个对象将回应的数据和操作进行了封装，使得我们大幅度简化了回应的编程工作量，工作过程如下：

//检查系统是否支持 if(!HttpListener.IsSupported) { throw new System.InvalidOperationException("使用HttpListener 必须为 Windows XP SP2 或 Server 2003 以上系统！ "); }

//注意前缀必须以 /正斜杠结尾 string[] prefixes=new string[]{"http://localhost:8008"}; //创建监听器 HttpListener listener=new HttpListener(); //增加监听的前缀 foreach (string s in prefixes) { listener.Prefixes.Add(s); } //开始监听 listener.Start(); Console.WriteLine("监听中。。。"); while(true) { //注意：GetContext方法将阻塞线程，直到请求到达 HttpListenerContext context=listener.GetContext(); //取得请求对象 HttpListenerRequest request=context.Request; Console.WriteLine("{0} {1} HTTP/1.1",request.HttpMethod,request.RawUrl); Console.WriteLine("Accept:{0}",string.Join(",",request.AcceptTypes)); Console.WriteLine("Accept-Language:{0}",string.Join(",",request.UserLanguages)); Console.WriteLine("User-Agent:{0}",request.UserAgent); Console.WriteLine("Accept-Encoding:{0}",requst.Headers["Accept-Encoding"]); Console.WriteLine("Connection:{0}",request.KeepAlive?"keep-Alive":"close"); Console.WriteLine("Host: {0}",request.UserHostName); Console.WriteLine("Pragmaa:{0}",request.Headers{"Pragma"]); //取得回应对象 HttpListenerResponse response=cotext.Response; //构造回应内容 string responseString=@"<html> <head><title>From HttpListener Server</title></head> <body><h1>Hello,World.</h1></body> </html>"; //设置回应头部内容，长度编码 response.ContentLength64=System.Text.Encoding.UTF8.GetByteCount(responseString); response.ContentType="text/html;charset=UTF-8"; //输出回应内容 System.IO.Stream output=response.OutputStream; System.IO.StreamWriter writer=new System.IO.StreamWriter(output); writer.Write(responseString); //必须关闭输出流 writer.Close(); if(Console.KeyAvailable); break; } //关闭服务器 listener.Stop();

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