你也能夠寫個服務器 - C# Socket學習2

續上篇《你也能夠寫個聊天程序 - C# Socket學習1》

前言

這裏說的服務器是Web服務器，是相似IIS、Tomcat之類的，用來響應瀏覽器請求的服務。

Socket模擬瀏覽器的Url Get請求

首先瀏覽器的請求是HTTP協議。咱們上一篇說過，HTTP是短鏈接，用完就斷開，是無狀態的。因此咱們在等待響應的時候不須要另外開個線程循環等待。
也就是咱們只須要經過Socket和服務器創建鏈接，而後發送請求，而後接收服務器的響應，這樣就完成了一次請求。
但是，咱們通常訪問網頁的時候都是經過域名，沒有IP也沒有端口，怎麼和服務器創建鏈接了。這裏就須要用到咱們上篇介紹的幾個類了：

//根據DNS獲取域名綁定的IP
foreach (var address in Dns.GetHostEntry("www.baidu.com").AddressList)
{
    Console.WriteLine($"百度IP:{address}");
}

//字符串轉IP地址
IPAddress ipAddress = IPAddress.Parse("192.168.1.101");

//經過IP和端口構造IPEndPoint對象，用於遠程鏈接
//經過IP能夠肯定一臺電腦，經過端口能夠肯定電腦上的一個程序
IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ipAddress, 80);

對於HTTP沒有顯示端口默認都是80 （爲了簡單這裏就先不考慮HTTPS了）
知道了IP和端口，鏈接是能夠創建了，爲了獲得正確的響應，咱們應該給服務器發送什麼消息呢？這裏就須要用到HTTP協議了。
具體協議這裏就不說了，咱們先F12看看瀏覽器的請求報文，而後依葫蘆畫瓢試試，以http://fanyi-pro.baidu.com爲例。（如今找個非HTTPS的地址也是不容易了）

而後咱們代碼實現以下：

void ...()
{
    //獲得主機信息
    IPHostEntry ipInfo = Dns.GetHostEntry(new Uri("http://fanyi-pro.baidu.com").Host);
    //取得IPAddress[]
    IPAddress[] ipAddr = ipInfo.AddressList;
    //獲得服務器ip
    IPAddress ip = ipAddr[0];
    //組合遠程終結點
    IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ip, 80);
    //建立Socket 實例
    Socket socketClient = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
    
    //嘗試鏈接
    socketClient.Connect(ipEndPoint);
    //發送請求
    Send(socketClient);
    //接收服務器的響應 
    Receive(socketClient); 
}

//接收來自服務端的消息
void Receive(Socket socketClient)
{
    byte[] data = new byte[1024 * 1024];
    while (true)
    {
        //讀取客戶端發送過來的數據
        int readLeng = socketClient.Receive(data, 0, data.Length, SocketFlags.None);
        textBox2.AppendText($"{socketClient.RemoteEndPoint}：{Encoding.UTF8.GetString(data, 0, readLeng)}\r\n");
    }
}

//發送消息到服務端
void Send(Socket socketClient)
{
    //爲了方便演示，僅用請求報文的前兩行便可。（切記:須要嚴格按照報文格式。如，最後須要連續兩次換行）
    var msg = $"GET / HTTP/1.1\r\nHost: {new Uri(textBox1.Text).Host}\r\n\r\n";
    socketClient.Send(Encoding.UTF8.GetBytes(msg));
}

整個流程也就是：

• 一、dns服務把域名解析成ip
• 二、經過ip和端口和服務器創建鏈接（三次握手）
• 三、獲取html文檔
• 四、根據文檔裏面的連接（js、css、img）再重複以上過程

【注意】：發送報文的時候須要嚴格按照報文格式。如，最後須要連續兩次換行、行末不能有空格等。

效果圖：

用Socket實現Web服務器

Web服務器的實現和咱們上一篇的Socket聊天服務端其實也差很少。
不一樣之處就在於，解析請求報文，而後按HTTP協議回覆標準的響應報文（我這裏爲了簡單，就沒有按標準的協議來玩，僅僅只是實現了表面的效果）
代碼以下：

void ...()
{
    //1 建立Socket對象
    Socket socketServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

    //2 綁定ip和端口
    IPAddress ip = IPAddress.Parse("127.0.0.1");
    IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(ip, 80);
    socketServer.Bind(ipEndPoint);

    //三、開啓偵聽(等待客戶機發出的鏈接),並設置最大客戶端鏈接數爲10
    socketServer.Listen(10); 
    
    //阻塞等待客戶端鏈接
    Task.Run(() => { Accept(socketServer); });
}

//4 阻塞等待客戶端鏈接
private static void Accept(Socket socketServer)
{
    while (true)
    {
        //阻塞等待客戶端鏈接
        Socket newSocket = socketServer.Accept();
        Task.Run(() => { Receive(newSocket); });
    }
}

//5 讀取客戶端發送過來的報文
private static void Receive(Socket newSocket)
{
    byte[] data = new byte[1024 * 1024];
    while (newSocket.Connected)
    {
        //讀取客戶端發送過來的數據
        int readLeng = newSocket.Receive(data, 0, data.Length, SocketFlags.None);
        //讀取客戶端發來的請求報文
        var requst = Encoding.UTF8.GetString(data, 0, readLeng);
        
        //解析請求報文的請求路徑（能夠解析請求路徑、請求文件、文件類型）
        var requstFile = requst.Split("\r\n")[0].Split(" ")[1];
        //回覆客戶端響應報文
        Send(newSocket, requstFile);
    }
}

//6 回覆客戶端響應報文
private static void Send(Socket newSocket, string requstFile)
{
    //這裏若是請求的根目錄，默認顯示Index.html
    if (requstFile == "/" ) requstFile = "/Index.html";

    var msg = File.ReadAllText(Directory.GetCurrentDirectory() + requstFile);
    //把消息內容轉成字節數組後發送
    newSocket.Send(Encoding.UTF8.GetBytes(msg));
   
    //回覆響應後立刻關閉鏈接
    newSocket.Shutdown(SocketShutdown.Both);
    newSocket.Close();
}

效果以下：


由此咱們知道了.net core爲何能夠在不須要iis的狀況下，一個黑窗體就提供了對網址的訪問。其實也就是KestrelServer經過Socket綁定並監聽端口提供的服務。
【注意】：咱們綁定的ip是127.0.0.1socketServer.Bind(ipEndPoint)，因此咱們測試的時候只能在瀏覽器輸入127.0.0.1或者localhost。若是想經過內外ip訪問，咱們能夠綁定任意ipIPAddress.Any。如socketServer.Bind(new IPEndPoint(IPAddress.Any, port))。

爲何不見三次握手

對於HTTP/TCP可能你們多少都聽過三次握手，但是在咱們在用Socket編寫Web服務器的時候並無看到相關的東西啊，這是怎麼回事。
由於咱們在客戶端執行鏈接socketClient.Connect(ipEndPoint)的時候已經進行了三次握手

具體可細讀小坦克大佬的文章。
也就是說咱們在用C#的Socket、TCP、HttpClient的時候根本就不用關注這些細節。
另外套接字有三種不一樣的類型：流套接字、數據報套接字和原始套接字。前二者是標準套接字，分別對應TCP和UDP。而原始套接字則更加底層更加牛逼，普通開發人員通常接觸不到。
咱們說的HTTP、TCP、UDP之類都是網絡協議，那協議究竟是什麼？通俗的說其實只是你我他之間的一個約定而已，你們都按規定了來那就能夠說是協議。
而HTTP又是創建在TCP之上的，也就是說基礎協議以後再加約定又能夠成爲一種新的協議。下章咱們將用Socket來實現ModbusTCP協議對寄存器讀和寫。

結束

• 本文已同步至索引目錄：《物聯網基礎組件IoTClient開發系列》
• 完整demo：https://github.com/zhaopeiym/BlogDemoCode/tree/master/Socket編程/2HTTP
• 推薦閱讀：https://www.cnblogs.com/TankXiao/archive/2012/10/10/2711777.html