计算机网络新普京娱乐场

好久没输出了,知识大概要写下总括才具让思绪特别鲜明。近来在学习计算机网络有关的文化,来聊聊怎么着编写三个提出的HTTP服务器。

本条http
server的完成源代码作者放在了我的github上,有乐趣的话能够点击查看哦。

HTTP 服务器

新普京娱乐场,HTTP服务器,正是一个周转在主机上的程序。程序运转通晓后,会直接在伺机其余具有客户端的呼吁,接收到请求之后,管理请求,然后发送响应给客户端。客户端和服务器之间使用HTTP协议举行通讯,全部服从HTTP协议的次序都能够当作客户端。

先直接上代码,然后再详尽表明落成细节。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>

#define PORT 9001
#define QUEUE_MAX_COUNT 5
#define BUFF_SIZE 1024

#define SERVER_STRING "Server: hoohackhttpd/0.1.0\r\n"

int main()
{
    /* 定义server和client的文件描述符 */
    int server_fd = -1;
    int client_fd = -1;

    u_short port = PORT;
    struct sockaddr_in client_addr;
    struct sockaddr_in server_addr;
    socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);

    char buf[BUFF_SIZE];
    char recv_buf[BUFF_SIZE];
    char hello_str[] = "Hello world!";

    int hello_len = 0;

    /* 创建一个socket */
    server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (server_fd == -1) {
        perror("socket");
        exit(-1);
    }
    memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
    /* 设置端口,IP,和TCP/IP协议族 */
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(PORT);
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    /* 绑定套接字到端口 */
    if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&server_addr,
         sizeof(server_addr)) < 0) {
        perror("bind");
        exit(-1);
    }

    /* 启动socket监听请求,开始等待客户端发来的请求 */
    if (listen(server_fd, QUEUE_MAX_COUNT) < 0) {
        perror("listen");
        exit(-1);
    }

    printf("http server running on port %d\n", port);

    while (1) {
        /* 调用了accept函数,阻塞了程序,直到接收到客户端的请求 */
        client_fd = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&client_addr,
                   &client_addr_len);
        if (client_fd < 0) {
            perror("accept");
            exit(-1);
        }
        printf("accept a client\n");

        printf("client socket fd: %d\n", client_fd);
        /* 调用recv函数接收客户端发来的请求信息 */
        hello_len = recv(client_fd, recv_buf, BUFF_SIZE, 0);

        printf("receive %d\n", hello_len);

        /* 发送响应给客户端 */
        sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        strcpy(buf, SERVER_STRING);
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        strcpy(buf, "\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);
        sprintf(buf, "Hello World\r\n");
        send(client_fd, buf, strlen(buf), 0);

        /* 关闭客户端套接字 */
        close(client_fd);
    }

    close(server_fd);

    return 0;
}

测试运转

代码写好之后,运行测试一下,将上边代码保存到server.c,然后编写翻译程序:

gcc server.c -o server

./server运行

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服务器运转,监听9001端口。再用netstat命令查看:
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server程序在监听9001端口,运转准确。接着用浏览器访问http://localhost:9001

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得逞输出了Hello World

再品尝用telnet去模拟HTTP请求:

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  • 1、成功总是
  • 2、发送HTTP请求
  • 3、HTTP响应结果

地方是三个最简易的server程序,代码比较简单,省去一些细节,下边通过代码来读书一下socket的编制程序细节。

启动server的流程

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socket 函数

创建三个套接字,通过各参数钦定套接字的体系。

int socket(int family, int type, int protocol);
  • family:协议族。AF_INET:IPV4协议;AF_INET6:IPv6协议;AF_LOCAL:Unix域协议;AF_ROUTE:路由套接字;AF_KEY:密钥套接字
  • type:套接字类型。SOCK_STREAM :
    字节流套接字;SOCK_DGRAM:数据包套接字;SOCK_SEGPACKET:有序分组套接字;SOCK_RAW:原始套接字
  • protocol:有个别体协会议项目常量。TCP:0,UDP :1, SCTP :2

套接字地址结构

在socket编制程序中,大多数函数都用到八个指向套接字地址结构的指针作为参数。针对分歧的协商项目,会有两样的构造体定义格式,对于ipv4,结构如下所示:

struct sockaddr_in {
     uint8_t            sin_len;        /* 结构体的长度 */
     sa_family_t        sin_family;     /* IP协议族,IPV4是AF_INET */
     in_port_t          sin_port;       /* 一个16比特的TCP/UDP端口地址 */
     struct in_addr     sin_addr;       /* 32比特的IPV4地址,网络字节序 */
     char               sin_zero[8];    /* 未使用字段 */
};

注:sockaddr_in是Internet socket address structure的缩写。

ip地址结构

struct in_addr {
     in_addr_t      s_addr;
};

套接字地址结构的意义是为了将ip地址和端口号传递到socket函数,写成结构体的格局是为着架空。当作为二个参数字传送递进任何套接字函数时,套接字地址结构总是以引用格局传递。不过,协议族有广大,由此以如此的指针作为参数之一的其他套接字函数必须管理来自具备协理的别样协议族的套接字地址结构。使用void *用作通用的指针类型,因而,套接字函数被定义为以指向有个别通用套接字结构的三个指南针作为其参数之一,正如下边包车型大巴bind函数原型一样。

int bind(int, struct sockaddr *, socklen_t);

这将须求,对这几个函数的另向外调拨运输用都不能不要将本着特定于商业事务的套接字地址结构的指针进行强制类型转变,产生某些通用套接字地址结构的指针。举例:

struct sockaddr_in addr;
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr , sizeof(addr));

对此有着socket函数来说,sockaddr的唯一用途正是对针对特定商业事务的套接字地址结构的指针施行强制类型调换,指向要绑定给sockfd的情商地址。

bind函数

将套接字地址结构绑定到套接字

int bind(sockfd, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr));
  • sockfd:socket描述符,唯一标记多个socket。bind函数正是将这几个描述字绑定二个名字。
  • addr:二个sockaddr指针,指向要绑定给sockfd的议论地址。一个socket由ip和端口号唯一分明,而sockaddr就带有了ip和端口的音讯
    地址的尺寸

绑定了socket之后,就足以选择该socket初叶监听请求了。

listen函数

将sockfd从未连接的套接字转换来贰个被动套接字,提示内核接待受指向该套接字的连天请求。

int listen(int sockfd, int backlog);

listen函数会将套接字从CLOSED状态转换成LISTEN状态,第四个参数规定基本应该为相应套接字排队的最利兹接个数。

有关backlog参数,内核为其他一个加以的监听套接字维护五个系列:

  • 1、未产生连接队列,在队列之中的套接字处于SYN_RCVD状态
  • 2、已做到队列,处于ESTABLISHED状态

四个连串之和不超过backlog的深浅。

listen完成之后,socket就处在LISTEN状态,此时的socket调用accept函数就能够承受客户端发来的伸手了。

accept函数

int accept(int sockfd, struct sockaddr *cliaddr, socklen_t *addrlen);

用来从已成功连接队列头再次回到下二个已到位连接,假若已产生连接队列为空,那么进程就能够被卡住。因而调用了accept函数之后,进程就能够被堵塞,直到有新的呼吁到来。

先是个参数sockfd是客户端的套接字描述符,第贰个是客户端的套接字地址结构,第八个是套接字地址结构的长短。

若是accept成功,那么再次来到值是由基本自动生成的全新描述符,代表所重返的客户端的TCP连接。

对此accept函数,第贰个参数称为监听套接字描述符,重回值称为已连接套接字。服务器仅创制监听套接字,它平素留存。已连接套接字由服务器进度接受的客户连接创建,当服务器完毕有个别连接的响应后,相应的已连接套接字就被关闭了。

accept函数重回时,会重返套接字描述符或出错提示的平头,以及引用参数中的套接字地址和该地址的深浅。借使对重临值不感兴趣,能够把多少个引用参数设为空。

accept之后,三个TCP连接就建构起来了,接着,服务器就接受客户端的请求音讯,然后做出响应。

recv和send函数

ssize_t recv(int sockfd, void *buff, size_t nbytes, int flags);
ssize_t send(int sockfd, const void *buff, size_t nbytes, int flags);

独家用于从客户端读取音讯和发送信息到客户端。在此不做过多的解释。

套接字地址结构大小和值-结果参数

可以看到,在bind函数和accept函数里面,都有一个套接字地址结构长度的参数,差别在于三个是值格局,另一个是引用形式。套接字地址结构的传递方式取决于该协会的传递方向:是从进度到基础,照旧从基本到进度。

1、从进程到基本:bind、connect、sendto。
函数将指针和指针所指内容的分寸都传给了根本,于是内核知道到底须求从进程复制多少数量进来。

2、从根本到进程:
accept、recvfrom、getsockname、getperrname。
那八个函数的布局大小是以只援引的办法传递。
因为当函数被调用时,结构大小是多个值,它报告内核该组织的轻重缓急,那样基本在写该组织时不至于越界;当函数再次来到时,结构大小又是贰个结实,它告诉内核在该组织中究竟蕴藏了有些音信。

HTTP响应报文

出殡响应给客户端时,发送的报文要依照HTTP协议,HTTP的响应报文格式如下:

<status-line>
<headers>
<blank line>
[<response-body>]

第一行status-line,状态栏,格式:HTTP版本 状态码 状态码代表文字headers是回去报文的类型,长度等音讯,接着是一个空行,然后是响应报文的实体。

二个HTTP响应报文例子:

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html;charset=utf-8
Content-Length: 122

<html>
<head>
<title>Hello Server</title>
</head>
<body>
Hello Server
</body>
</html>

谈到底close函数关闭套接字,时刻保持关闭文件讲述符是叁个很好的编制程序习于旧贯。

总结

就算好些个事物看起来很简短,但唯有温馨真正入手做一回,才察觉其间的简便,之后手艺说那些基础是最简便的。要越来越好和越来越深刻地精通系统的学识,你不可能不另行一点一点地重复创设二遍。

以此http
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