代理服务程序是一种广泛使用的网络应用程序。代理程序的种类非常多,根据协议不同可以分成HTTP代理服务程序、FTP代理服务程序等,而运行代理服务程序的服务器也就相应称为HTTP代理服务器和FTP代理服务器。本文将介绍用C#的Web代理服务程序代理的是HTTP协议。
一、网络代理程序的优点
代理服务所起的是一个桥的作用,它是网络信息的中转站。在网络中应用代理服务一般是基于以下几个原因:
(1)充分利用IP地址资源。在局域网中,一般对外的IP地址都是非常有限的,为了保证局域网内部的主机都能够访问互联网资源,通过网络代理就可以实现。
(2)能够保证网络安全。网络代理可以充当内部网和互联网之间的防火墙,通过过滤IP地址,限定某些IP地址对外部资源的访问。
(3)能够有效地隐藏自己的IP地址和主机名。由于所有对外网的请求都是通过代理服务器实现的,所以目的主机只能知道代理服务器的IP地址。
(4)提高网络速度。通常代理服务器都设有一个较大的硬盘缓冲区,它存储界数据,当你再访问相同的数据时,则可以直接从缓冲区中取出信息,从而提高访问速度。
二、网络代理的类型及实现原理
网络代理服务根据工作层次,一般可分为应用层代理、传输层代理和SOCKS代理。应用层代理是工作在TCP/IP参考模型的应用层之上,它支持对应用层协议(如HTTP、FTP)的代理。它提供的控制最多,但是不灵活,必须要有相应的协议支持。如果协议不支持代理(如SMTP和POP),那就只能在应用层以下代理,也即传输层代理。
传输层代理直接与TCP层交互,更加灵活。要求代理服务器具有部分真正服务器的功能:监听特定TCP或UDP端口,接收客户端的请求同时向客户端发出相应的响应。另一种代理需要改变客户端的IP栈,即SOCKS代理。它是可用的最强大、最灵活的代理标准协议。SOCK V4允许代理服务器内部的客户端完全地连接到外部的服务器,SOCK V5增加了对客户端的授权和认证,因此它是一种安全性较高的代理。本节后面介绍的代理是一种应用层上面的代理,所代理的协议是HTTP,也就是经常见到的Web代理服务器。
正如上面所说,网络代理就是一个连接客户端(需要代理的计算机)和服务器端(提供访问资源的服务器)的桥。要实现这种桥的功能,网络代理就必须满足下列条件,其实也是代理服务的运行的流程:
(1)接收并解析客户端的请求。
(2)创建到服务器的新连接,并转发客户端的请求信息。
(3)接收服务器反馈的信息。
(4)解释服务器的响应并将该响应传回给客户端。
网络代理虽然有很多优点,但由于使用代理后,自己对网络的所有请求都是通过代理服务器这个中间人来实现的,所以有可能碰上存有恶意的人监听你的输入的内容。同样,如果选择的代理服务器的带宽比较小,使用代理还会降低网速。
总而言之,使用代理有利有弊,使用者要根据自身的情况来决定。但无论如何,选择一个好的代理服务器是非常重要的。
三、C#实现Web代理服务器程序
经过了上面的介绍,我想大家对代理服务应该有了一个基本的认识,下面就让我们通过一个实例来深入体会一下如何用C#实现Web代理服务器。Web代理服务的功能顺序是这样的:
(1)侦听端口,等待客户端浏览器发送来的Web请求信息。
(2)接收到客户端Web请求信息后,解析出目标Web服务器的地址,并创建一个Socket实例,并以此实例连接Web服务器上。
(3)通过创建的Socket传送客户端的Web请求数据包到Web服务器的80端口。
(4)接收Web服务器返回的页面数据。
(5)把接收来的数据传送到客户端,从而实现Web代理。
客户端对某个Web地址的浏览,可能要传送很多的Web请求信息(比如网页中的图像、Flash等),为了更快更准确地处理这些信息,Web代理服务程序通常采用多线程来处理每一个Web请求。细心的读者可能会发现,处理每一个客户端的Web请求信息,代理服务器软件都要使用二个Socket,一个是用来接收/传送客户机的信息,一个是和Web服务器进行交流。为了区分这二个Socket,我们把和服务器对话的称为“服务Socket”,和客户端机器对话的称为“客户Socket”。
下面就开始C#实现Web代理服务器的编写工作。这个实例包含三个部分内容:
1.创建一个Web代理类。
2.Web代理服务的类的实例化。
3.如何通过这个Web代理类的实例实现Web代理服务。
(一)创建一个Web代理类
具体操作步骤如下:
1.启动Visual Studio.Net,依次选择“文件”、“新建”、“项目”菜单后,在弹出“新建项目”对话框中将“项目类型”设置为“Visual C#项目”,将“模板”设置为“Windows应用程序”,在“名称”文本框中输入“WebProxy”,在“位置”文本框中输入“E:VS.NET项目”,然后单击“确定”按钮,这样项目便建立好了。
2.依次选择菜单“项目”、“添加类”,将弹出“添加新项”对话框。
3.将“模板”设置为“类”。
4.在“名称”文本框中输入“Proxy”,单击“打开”按钮
5.在“解决方案资源管理器”窗口中,双击Proxy.cs文件,进入Proxy.cs文件的编辑界
6.在Proxy.cs源文件的开头,添加下列代码,下列代码是导入Proxy.cs中要使用到的命名空间:
using?System;?? using?System.Net;?? using?System.Net.Sockets;?? using?System.Text;?? using?System.IO;
7.用下列构造函数替代默认的构造函数。下面的代码是在Proxy类中创建一个构造函数。Proxy类只有一个构造函数,并且这个构造函数只有一个参数,这个参数是Socket对象,它主要用来和客户端进行数据交换,是一个“客户Socket”:
public?Proxy(Socket?socket)?? {?? //?? //?TODO:?在此处添加构造函数逻辑?? //?? this.clientSocket?=?socket?;?? }
8.在定义Proxy类代码区中加入下列代码,下列代码是定义Proxy类中的使用的一些变量,这些变量主要是在后面的定义Run方法中使用。
Socket?clientSocket;?? Byte[]?read?=?new?byte[1024];?? //定义一个空间,存储来自客户端请求数据包?? Byte?[]?Buffer?=?null;?? Encoding?ASCII?=?Encoding.ASCII;?? //设定编码?? Byte[]?RecvBytes?=?new?Byte[4096];?? //定义一个空间,存储Web服务器返回的数据
9.创建Proxy类中的Run方法。Run方法是Proxy类中唯一的方法。其功能是从客户端接收HTTP请求,并传送到Web服务器,然后从Web服务器接收反馈来的数据,并传送到客户端。为了实现这二个不同方面的数据传送,Run方法中是通过两个Socket实例来实现的。在编写Run方法的时候,要注意下面两点:
(1)由于HTTP建立于TCP协议之上,所以创建的Socket实例应该使用TCP协议。下面代码是创建可以传送HTTP请求命令到Web服务器和接收来自Web服务器反馈来信息的Socket实例:
Socket?IPsocket?=?new?Socket(AddressFamily.InterNetwork,?SocketType.Stream,?ProtocolType.Tcp);
(2)另外一个Socket是在代理服务程序侦听端口号,接收连接请求时候得到的,所以应该以此Socket为参数,利用Proxy类中的构造函数来创建一个Proxy实例。此Socket实现从客户端接收HTTP请求信息,并传送数据到客户端。
Socket创建和使用是实现Web代理软件的关键。在构造函数代码后面,输入下列代码:
public?void?Run()?? {?? string?clientmessage?=?"?"?;?? //存放来自客户端的HTTP请求字符串?? string?URL?=?"?"?;?? //存放解析出地址请求信息?? int?bytes?=?ReadMessage(read,?ref?clientSocket,?ref?clientmessage);?? if?(bytes?==?0)?? {?? return?;?? }?? int?index1?=?clientmessage.IndexOf(‘?‘);?? int?index2?=?clientmessage.IndexOf(‘?‘,?index1?+?1);?? if?((index1?==?-1)?||?(index2?==?-1))?? {?? throw?new?IOException();?? }?? string?part1?=?clientmessage.Substring(index1?+?1,?index2?-?index1);?? int?index3?=?part1.IndexOf(‘/‘,?index1?+?8);?? int?index4?=?part1.IndexOf(‘?‘,?index1?+?8);?? int?index5?=?index4?-?index3;?? URL?=?part1.Substring(index1?+?4,?(part1.Length?-?index5)?-?8);??? try?? {?? IPHostEntry?IPHost?=?Dns.Resolve(URL);?? Console.WriteLine("远程主机名:?"?+?IPHost.HostName);?? string?[]?aliases?=?IPHost.Aliases;?? IPAddress[]?address?=?IPHost.AddressList;?? Console.WriteLine("Web服务器IP地址:"?+?address[0]);?? //解析出要访问的服务器地址?? IPEndPoint?ipEndpoint?=?new?IPEndPoint(address[0],?80);?? Socket?IPsocket?=?new?Socket(AddressFamily.InterNetwork,?SocketType.Stream,?ProtocolType.Tcp);?? //创建连接Web服务器端的Socket对象?? IPsocket.Connect(ipEndpoint);?? //Socket连Web接服务器?? if?(IPsocket.Connected)?? Console.WriteLine("Socket?正确连接!");?? string?GET?=?clientmessage;?? Byte[]?ByteGet?=?ASCII.GetBytes(GET);?? IPsocket.Send(ByteGet,?ByteGet.Length,?0);?? //代理访问软件对服务器端传送HTTP请求命令?? Int32?rBytes?=?IPsocket.Receive(RecvBytes,?RecvBytes.Length,?0);?? //代理访问软件接收来自Web服务器端的反馈信息?? Console.WriteLine("接收字节数:"?+?rBytes.ToString());?? String?strRetPage?=?null;?? strRetPagestrRetPage?=?strRetPage?+?ASCII.GetString(RecvBytes,?0,?rBytes);?? while?(rBytes??0)?? {?? rBytes?=?IPsocket.Receive(RecvBytes,?RecvBytes.Length,?0);?? strRetPagestrRetPage?=?strRetPage?+?ASCII.GetString(RecvBytes,?0,?rBytes);?? }?? IPsocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);?? IPsocket.Close();?? SendMessage(clientSocket,?strRetPage);?? //代理服务软件往客户端传送接收到的信息?? }?? catch?(Exception?exc2)?? }? //接收客户端的HTTP请求数据 private?int?ReadMessage(byte?[]?ByteArray,?ref?Socket?s,?ref?String?clientmessage) { int?bytes?=?s.Receive(ByteArray,?1024,?0); string?messagefromclient?=?Encoding.ASCII.GetString(ByteArray); clientmessage?=?(String)messagefromclient; return?bytes; } //传送从Web服务器反馈的数据到客户端 private?void?SendMessage(Socket?s,?string?message) { Buffer?=?new?Byte[message.Length?+?1]; int?length?=?ASCII.GetBytes(message,?0,?message.Length,?Buffer,?0); Console.WriteLine("传送字节数:"?+?length.ToString()); s.Send(Buffer,?length,?0); }
至此,Proxy类的定义过程就完成了。
(二)利用Proxy类,实现Web代理
下面是利用Proxy类实现Web代理程序的具体实现步骤,Proxy类被定义在命名空间WebProxy中:
1.在Visual Studio .Net的代码编辑器中打开Class1.cs文件,进入Class1.cs的代码编辑界面。
2.在Class1.cs源文件的开头导入下列命名空间:
using?System;?? using?System.Net;?? using?System.Net.Sockets;?? using?System.Text;?? using?System.IO;?? using?System.Threading;?? using?WebProxy;
3.在Main函数中添加下列代码,下列代码是利用Proxy类,来实现Web代理程序:
const?int?port?=?8000?;?? //定义端口号?? TcpListener?tcplistener?=?new?TcpListener(port);?? Console.WriteLine("侦听端口号:?"?+?port.ToString());?? tcplistener.Start();?? //侦听端口号?? while?(true)?? {?? Socket?socket?=?tcplistener.AcceptSocket();?? //并获取传送和接收数据的Scoket实例?? Proxy?proxy?=?new?Proxy(socket);?? //Proxy类实例化?? Thread?thread?=?new?Thread(new?ThreadStart(proxy.Run));?? //创建线程?? thread.Start();?? //启动线程?? }
保存上面的所有步骤,这样一个简单Web代理程序就算是完成了。此Web代理程序侦听的是8000端口号。
(三)测试Web代码程序
Web代理程序要通过二台计算机才能够实现,其中的一台计算机运行Web代理程序充当Web代理服务器,另外一台计算机充当客户机,通过Web代理服务器来浏览网页。在确定Web代理软件运行后,需要对客户机进行进行必要的设置:
1.打开IE浏览器。
2.依次选择“工具”、“Internet选项”,在弹出的“Internet选项”对话框中选择“连接”页面,单击其中的“局域网设置”按钮,在弹出的“局域网(LAN)设置”对话框,选择“为LAN使用代理服务器(X),(这些设置不会应用于拨号和***连接)”多选框,并在其中的“地址”文本框中输入代理服务器的IP地址,比如“10.138.198.213”,在“端口”文本框中输入“8000”。
此时客户端的设置就完成了。在确定IP地址为“10.138.198.213”的这台计算机已经运行上面介绍的Web代理程序后,打开客户端的IE浏览器,并输入要浏览的网址,就可以通过Web代理服务器来浏览网页了。
四、C#实现Web代理服务器总结
至此一个简单的C#实现Web代理服务器软件就算基本完成了。虽然Web代理服务器的实现原理相对简单,但具体实现还是很繁琐的。网络代理是一个内容丰富,实现复杂的论题,本节介绍的代理服务软件,无论在实现的协议种类,还是实现的功能,都只能算很小的一部分。希望各位能够通过本文的介绍,结合其他相关的知识,创造出功能更强大、安全性更高,使用更稳定的网络代理服务程序来。