使用C#开发自己的web服务器(图)

2022-07-15 80酷酷网 80kuku.com

　　web|web服务|web服务器

摘要

这篇文章讨论了如何使用C#开发一个简单的web服务器应用程序。尽管我们可以使用任何一种支持.NET的编程语言开发，但我选择了C#。本篇文章中的代码是使用微软的β2版的Visual C# Compiler Version 7.00.9254 [CLR version v1.0.2914]编译通过的，对代码作一些小的改动后，使用β1版也可能编译通过。该web服务器应用程序能够与IIS或其他任何web服务器软件同时在一台服务器上运行，只要为它指定一个空闲的端口即可。在本篇文章中，我还假定读者对.NET、C#或Visual Basic .Net有一定的了解。

该web服务器应用程序能够向浏览器返回HTML格式的文件，而且支持图像，它不加载嵌入式图像或支持任何一种脚本语言。为了简单起见，我将它开发成一个命令行应用程序。

准备工作

首先，我们需要为这个web服务器应用程序定义一个根文件夹，例如，C:\MyPersonalwebServer，然后在该要根目录下创建一个数据目录，例如，C:\MyPersonalwebServer\Data；最后在数据目录下创建三个文件，例如：

Mimes.Dat
　　Vdirs.Dat
　　Default.Dat

Mime.Dat中将包含该web服务器支持的MIME类型，其格式为<扩展名>; ，例如：

.html;text/html
　　.htm;text/html
　　.bmp;image/bmp

VDirs.Dat中包含有虚拟目录的信息，格式为; <物理目录>，例如：

/; C:\myWebServerRoot/
　　test/; C:\myWebServerRoot\Imtiaz\

Default.Dat中包含有虚拟目录中文件的信息，例如：

default.html
　　default.htm
　　Index.html
　　Index.htm

为简单起见，我们将使用文本文件存储所有的信息，但我们也可以使用XML等其他的格式。在开始研究代码之前，我们先来看一下在登录网站时浏览器需要传递的头部信息。

我们以请求test.html为例进行说明。在浏览器的地址栏输入:5050/test.html（记住，需要在URL中包括端口号），服务器将得到下面的信息：

〈/DRIVE:\PHYSICALDIR〉
　　GET /test.html HTTP/1.1
Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-powerpoint, application/vnd.ms-excel, application/msword, */*
Accept-Language: en-usAccept-Encoding: gzip, deflate
User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT 4.0; .NET CLR 1.0.2914)
Host: localhost:5050Connection: Keep-Alive
　　开始编程
　　namespace Imtiaz
　　{
　　using System;
　　using System.IO;
　　using System.Net;
　　using System.Net.Sockets;
　　using System.Text;
　　using System.Threading ;
　　class MyWebServer
　　{
　　private TcpListener myListener ;
　　private int port = 5050 ; // 可以任意选择空闲的端口
　　//生成TcpListener的构建器开始监听给定的端口，它还启动调用StartListen()方法的一个线程
　　public MyWebServer()
　　{
　　try
　　{
　　//开始监听给定的端口
　　myListener = new TcpListener(port) ;
　　myListener.Start();
　　Console.WriteLine("Web Server Running... Press ^C to Stop...");
　　//启动调用StartListen方法的线程
　　Thread th = new Thread(new ThreadStart(StartListen));
　　th.Start() ;
　　}
　　catch(Exception e)
　　{
　　Console.WriteLine("An Exception Occurred while Listening :" +e.ToString());
　　}
　　}

我们定义了名字空间，包括应用程序必需的引用，初始化了构建器中的端口，启动了端口监听进程，创建了一个新的线程调用startlisten函数。

我们假设用户没有在URL中提供文件名，在这种情况下我们必须自己确定缺省的文件名，并将它返回给浏览器，就象在IIS中的文档标签中定义缺省的文档那样。

我们已经在default.dat中存储了缺省的文件名，并将文件存储在了数据目录中。GetTheDefaultFileName函数将目录路径作为输入参数，打开default.dat文件，在目录中查找文件，根据是否找到了文件返回文件名或一个空格。

public string GetTheDefaultFileName(string sLocalDirectory)
　　{
　　StreamReader sr;
　　String sLine = "";
　　try
　　{
　　//打开default.dat，获得缺省清单
　　sr = new StreamReader("data\\Default.Dat");
　　while ((sLine = sr.ReadLine()) != null)
　　{
　　//在web服务器的根目录下查找缺少文件
　　if (File.Exists( sLocalDirectory + sLine) == true)
　　break;
　　}
　　}
　　catch(Exception e)
　　{
　　Console.WriteLine("An Exception Occurred : " + e.ToString());
　　}
　　if (File.Exists( sLocalDirectory + sLine) == true)
　　return sLine;
　　else
　　return "";
　　}

象在IIS中那样，我们必须将虚拟目录解析为物理目录。在Vdir.Dat中，我们已经存储了实际的物理目录和虚拟目录之间的映像关系。需要记住的是，在任何情况下，文件的格式都是重要的。

public string GetLocalPath(string sMyWebServerRoot, string sDirName)
　　{
　　treamReader sr;
　　String sLine = "";
　　String sVirtualDir = "";
　　String sRealDir = "";
　　intiStartPos = 0;
　　//删除多余的空格
　　sDirName.Trim();
　　// 转换成小写
　　sMyWebServerRoot = sMyWebServerRoot.ToLower();
　　// 转换成小写
　　sDirName = sDirName.ToLower();
　　try
　　{
　　//打开Vdirs.dat文件，获得虚拟目录
　　sr = new StreamReader("data\\VDirs.Dat");
　　while ((sLine = sr.ReadLine()) != null)
　　{
　　//删除多余的空格
　　sLine.Trim();
　　if (sLine.Length > 0)
　　{
　　//找到分割符
　　iStartPos = sLine.IndexOf(";");
　　// 转换成小写
　　sLine = sLine.ToLower();
　　sVirtualDir = sLine.Substring(0,iStartPos);
　　sRealDir = sLine.Substring(iStartPos + 1);
　　if (sVirtualDir == sDirName)
　　{
　　break;
　　}
　　}
　　}
　　}
　　catch(Exception e)
　　{
　　Console.WriteLine("An Exception Occurred : " + e.ToString());
　　}
　　if (sVirtualDir == sDirName)
　　return sRealDir;
　　else
　　return "";
　　}
　　我们还必须使用用户提供的文件扩展名确定Mime类型。
　　public string GetMimeType(string sRequestedFile)
　　{
　　StreamReader sr;
　　String sLine = "";
　　String sMimeType = "";
　　String sFileExt = "";
　　String sMimeExt = "";
　　// 转换成小写
　　sRequestedFile = sRequestedFile.ToLower();
　　int iStartPos = sRequestedFile.IndexOf(".");
　　sFileExt = sRequestedFile.Substring(iStartPos);
　　try
　　{
　　//打开Vdirs.dat文件，获得虚拟目录
　　sr = new StreamReader("data\\Mime.Dat");
　　while ((sLine = sr.ReadLine()) != null)
　　{
　　sLine.Trim();
　　if (sLine.Length > 0)
　　{
　　//找到分割符
　　iStartPos = sLine.IndexOf(";");
　　// 转换成小写
　　sLine = sLine.ToLower();
　　sMimeExt = sLine.Substring(0,iStartPos);
　　sMimeType = sLine.Substring(iStartPos + 1);
　　if (sMimeExt == sFileExt)
　　break;
　　}
　　}
　　}
　　catch (Exception e)
　　{
　　Console.WriteLine("An Exception Occurred : " + e.ToString());
　　}
　　if (sMimeExt == sFileExt)
　　return sMimeType;
　　else
　　return "";
　　}

下面我们来编写建立和向浏览器（客户端）发送头部信息的函数。

public void SendHeader( string sHttpVersion,
　　string sMIMEHeader,
　　int iTotBytes,
　　string sStatusCode,
　　ref Socket mySocket)
　　{
　　String sBuffer = "";
　　//如果用户没有提供Mime类型，则将其缺省地设置为text/html
　　if (sMIMEHeader.Length == 0 )
　　{
　　sMIMEHeader = "text/html"; // Default Mime Type is text/html
　　}
　　sBuffer = sBuffer + sHttpVersion + sStatusCode + "\r\n";
　　sBuffer = sBuffer + "Server: cx1193719-b\r\n";
　　sBuffer = sBuffer + "Content-Type: " + sMIMEHeader + "\r\n";
　　sBuffer = sBuffer + "Accept-Ranges: bytes\r\n";
　　sBuffer = sBuffer + "Content-Length: " + iTotBytes + "\r\n\r\n";
　　Byte[] bSendData = Encoding.ASCII.GetBytes(sBuffer);
　　SendToBrowser( bSendData, ref mySocket);
　　Console.WriteLine("Total Bytes : " + iTotBytes.ToString());
　　}
　　SendToBrowser函数向浏览器发送信息，这是一个工作量比较大的函数。
　　public void SendToBrowser(String sData, ref Socket mySocket)
　　{
　　SendToBrowser (Encoding.ASCII.GetBytes(sData), ref mySocket);
　　}
　　public void SendToBrowser(Byte[] bSendData, ref Socket mySocket)
　　{
　　int numBytes = 0;
　　try
　　{
　　if (mySocket.Connected)
　　{
　　if (( numBytes = mySocket.Send(bSendData, bSendData.Length,0)) == -1)
　　Console.WriteLine("Socket Error cannot Send Packet");
　　else
　　{
　　Console.WriteLine("No. of bytes send {0}" , numBytes);
　　}
　　}
　　else
　　Console.WriteLine("Connection Dropped....");
　　}
　　catch (Exception e)
　　{
　　Console.WriteLine("Error Occurred : {0} ", e );
　　}
　　}
　　我们已经有了编写一个互联网服务器应用程序的一些部件，下面我们将讨论互联网服务器应用程序中的关健函数。
　　public void StartListen()
　　{
　　int iStartPos = 0;
　　String sRequest;
　　String sDirName;
　　String sRequestedFile;
　　String sErrorMessage;
　　String sLocalDir;
　　String sMyWebServerRoot = "C:\\MyWebServerRoot\\";
　　String sPhysicalFilePath = "";
　　String sFormattedMessage = "";
　　String sResponse = "";
　　while(true)
　　{
　　//接受一个新的连接
　　Socket mySocket = myListener.AcceptSocket() ;
　　Console.WriteLine ("Socket Type " +mySocket.SocketType );
　　if(mySocket.Connected)
　　{
　　Console.WriteLine("\nClient Connected!!\n==================\n
　　CLient IP {0}\n", mySocket.RemoteEndPoint) ;
　　//生成一个字节数组，从客户端接收数据
　　Byte[] bReceive = new Byte[1024] ;
　　int i = mySocket.Receive(bReceive,bReceive.Length,0) ;
　　//将字节型数据转换为字符串
　　string sBuffer = Encoding.ASCII.GetString(bReceive);
　　//上前我们将只处理GET类型
　　if (sBuffer.Substring(0,3) != "GET" )
　　{
　　Console.WriteLine("Only Get Method is supported..");
　　mySocket.Close();
　　return;
　　}
　　// 查找HTTP请求
　　iStartPos = sBuffer.IndexOf("HTTP",1);
　　// 获取“HTTP”文本和版本号，例如，它会返回“HTTP/1.1”
　　string sHttpVersion = sBuffer.Substring(iStartPos,8);
　　//解析请求的类型和目录/文件
　　sRequest = sBuffer.Substring(0,iStartPos - 1);
　　//如果存在\符号，则使用/替换
　　sRequest.Replace("\\","/");
　　//如果提供的文件名中没有/，表明这是一个目录，我们解危需要查找缺省的文件名
　　if ((sRequest.IndexOf(".") <1) && (!sRequest.EndsWith("/")))
　　{
　　sRequest = sRequest + "/";
　　}
　　//解析请求的文件名
　　iStartPos = sRequest.LastIndexOf("/") + 1;
　　sRequestedFile = sRequest.Substring(iStartPos);
　　//解析目录名
　　sDirName = sRequest.Substring(sRequest.IndexOf("/"), sRequest.LastIndexOf("/")-3);
　　上面的代码无须多加解释，它接收用户的请求，将用户的请求由字节型数据转换为字符串型数据，然后查找请求的类型，解析HTTP的版本号、文件和目录信息。
　　// 确定物理目录
　　if ( sDirName == "/")
　　sLocalDir = sMyWebServerRoot;
　　else
　　{
　　//获得虚拟目录
　　sLocalDir = GetLocalPath(sMyWebServerRoot, sDirName);
　　}
　　Console.WriteLine("Directory Requested : " + sLocalDir);
　　//如果物理目录不存在，则显示出错信息
　　if (sLocalDir.Length == 0 )
　　{
　　sErrorMessage = "〈H2〉Error!! Requested Directory does not exists〈/H2〉〈Br〉";
　　//sErrorMessage = sErrorMessage + "Please check data\\Vdirs.Dat";
　　//对信息进行格式化
　　SendHeader(sHttpVersion, "", sErrorMessage.Length, " 404 Not Found", ref mySocket);
　　//向浏览器发送信息
　　SendToBrowser(sErrorMessage, ref mySocket);
　　mySocket.Close();
　　continue;
　　}

提示：微软的IE浏览器一般情况下总会显示一个比较“友好”一点的HTTP错误网页，如果要显示我们的Web服务器应用程序的错误信息，需要禁用IE中“显示友好HTTP错误信息”的功能，方法是依次点击“工具”->“互联网工具”，然后在其中的“高级”标签中即可以看到该选项。

如果用户没有提供目录名，Web服务器应用程序会使用GetLocalPath函数获取物理目录的信息，如果目录不存在（或者没有映射为Vdir.Dat中的条目），就会向浏览器发送错误信息。接下来Web服务器应用程序会确定文件名，如果用户没有提供文件名，Web服务器应用程序可以调用 GetTheDefaultFileName函数获取文件名，如果有错误发生，则会将错误信息发送到浏览器。

//如果文件名不存在，则查找缺省文件列表
　　if (sRequestedFile.Length == 0 )
　　{
　　// 获取缺省的文件名
　　sRequestedFile = GetTheDefaultFileName(sLocalDir);
　　if (sRequestedFile == "")
　　{
　　sErrorMessage = "〈H2〉Error!! No Default File Name Specified〈/H2〉";
　　SendHeader(sHttpVersion, "", sErrorMessage.Length, " 404 Not Found",
　　ref mySocket);
　　SendToBrowser ( sErrorMessage, ref mySocket);
　　mySocket.Close();
　　return;
　　}
　　}

下面我们来识别Mime类型：

String sMimeType = GetMimeType(sRequestedFile);
　　//构建物理路径
　　sPhysicalFilePath = sLocalDir + sRequestedFile;
　　Console.WriteLine("File Requested : " + sPhysicalFilePath);
　　最后一个步骤是打开被请求的文件，并将它发送给浏览器。
　　if (File.Exists(sPhysicalFilePath) == false)
　　{
　　sErrorMessage = "〈H2〉404 Error! File Does Not Exists...〈/H2〉";
　　SendHeader(sHttpVersion, "", sErrorMessage.Length, " 404 Not Found", ref mySocket);
　　SendToBrowser( sErrorMessage, ref mySocket);
　　Console.WriteLine(sFormattedMessage);
　　}
　　else
　　{
　　int iTotBytes=0;
　　sResponse ="";
　　FileStream fs = new FileStream(sPhysicalFilePath, FileMode.Open,FileAccess.Read,
　　FileShare.Read);
　　// 创建一个能够从FileStream中读取字节数据的reader
　　BinaryReader reader = new BinaryReader(fs);
　　byte[] bytes = new byte[fs.Length];
　　int read;
　　while((read = reader.Read(bytes, 0, bytes.Length)) != 0)
　　{
　　// 从文件中读取数据，并将数据发送到网络上
　　sResponse = sResponse + Encoding.ASCII.GetString(bytes,0,read);
　　iTotBytes = iTotBytes + read;
　　}
　　reader.Close();
　　fs.Close();
　　SendHeader(sHttpVersion, sMimeType, iTotBytes, " 200 OK", ref mySocket);
　　SendToBrowser(bytes, ref mySocket);
　　//mySocket.Send(bytes, bytes.Length,0);
　　}
　　mySocket.Close();
　　}
　　}
　　}
　　}
　　}

编译和执行