想要创建一个基于TCP实现的http服务器,应该怎么做?

作者:Y-ANG 来源: http://blog.csdn.net/qq_33951180/article/details/70239745

我们先了解一下这个项目最终能达到的一个目标,然后以这个来进行项目的分析: 1、实现最基本的HTTP/1.0版本的web服务器,客户端能够使用GET、POST方法请求资源 2、服务器将客户请求的资源以html页面的形似呈现,并能够进行差错处理(如:客户请求的资源不存在时,服务器能够返回一个404的页面) 3、服务器能进行简单的cgi运行。比如当客户在表单中输入数据后,服务器能够将运行结果返回个客户 4、能够通过页面对数据库进行操作,如增删查改等操作

一、http服务器实现的基本框架

  • 关于HTTP协议 即超文本传输协议,是互联网上应用最广泛的网络协议。它是应用层的协议,底层是基于TCP通信的。HTTP协议的工作过程:客户通过浏览器向服务器发送文档请求,浏览器将请求的资源回应给浏览器,然后关闭连接。即:连接->请求->响应->关闭连接。
  • 关于URL 即统一资源定位符,每个网页都对应一个URL地址(俗称网址),具有全球唯一性。它包含的信息指出文件的位置以及浏览器应该怎么处理它。 一个完整的URL包括协议类型、主机类型、路径和文件名。 http协议的URL格式: http: //host[:port][abs_path] ,http表示使用http协议来进行资源定位;host是主机域名;port是端口号,一般有默认的;abs_path代表资源的路径。 这里我主要介绍项目中涉及的URL的两种格式—URL带参数和不带参数的。

GET方法使用的是带参数的URL,即传递的参数会使用?连接在资源路径后边;POST方法使用的是不带参数的URL,它的参数是通过http请求报头中的请求消息体传递给服务器的。

  • 关于HTTP的请求与响应格式

响应报头中的状态码和状态码描述,例如:当请求的资源不存在时,会收到“404 NotFound”的页面,404就是状态码,“NotFound”就是状态码描述,即请求的文件不存在。

二、服务器实现的基本思路

1、http协议是基于TCP通信的协议,因此,实现web服务器的第一步至少要能实现两个主机不同进程之间的TCP通信。 2、接下来的部分就是比较主要的处理逻辑了,当服务器收到请求后,首先应该分析请求方法(因为web服务器是要支持cgi的,但请求方法不同处理cgi也不同,这里我们只处理GET和POST方法)。 3、当方法确定后,应该拿到请求的URL,这一步是为了我们后边能处理GET和POST方法的cgi(GET和POST的参数位置不同,GET的参数在URL中,POST的参数在请求正文中) 4、判断资源是否存在,如果存在,判断这个资源是一个目录、普通文件还是一个可执行程序。之前几步我们已经提取到URL以及参数。GET方法:如果没有参数,就直接将请求的资源返回(即进入非cgi模式运行);否则,进入cgi模式内部运行;只要是POST方法就需要支持cgi:直接进入cgi函数内部运行。

非cgi模式: 进入非cgi模式时一定是GET方法且没有参数,此时进入echo_www()函数内部即可,该函数会将所请求的资源以html的格式返回给浏览器。

cgi模式:

上述这张图描述了运行cgi时的过程,首先服务器要从浏览器上读取参数,然后需要fork出一个子进程进行cgi部分的处理,父进程通过环境变量的方式将参数转交给子进程,子进程运行完成后,将结果交给父进程,父进程再将数据输出给浏览器。在这个过程中可以将父进程看作一个所谓的中间量,只进行了参数的转交,因此可以将子进程的输入输出文件描述符进行重定向,即子进程直接与浏览器“联系”。

下面总结出父子进程内部各自需要干的事情:

三、错误处理

错误处理这部分的实现可以参考echo_www()函数,但需要改变响应的消息报头的格式,即改变状态码,状态码描述,以及返回的页面。例如当请求的资源不存在时,服务器需要返回给浏览器一个默认的404页面,告诉客户请求的资源不存在。效果如图:

四、项目文件

目录: cgi:运行cgi部分的实现代码 conf:配置文件,存放需要绑定的服务器的ip和port log:shell的日志文件以及http错误处理的日志文件 lib:MySQL需要的lib库 sql_client:mysql部分的API及CGI实现 wwwroot:web服务器工作的根目录,包含各种资源页面(例如默认的index.html页面,差错处理的404页面),以及执行cgi的可执行程序

文件: configure.sh:sheel脚本,运行该shell脚本后需要自动生成Makefile文件 http_ctl.sh:服务器控制脚本,需要实现服务器的启动、暂停以及重新启动 httpd.pid:与http_ctl.sh配合使用。如果把服务器变成守护进程在后台运行,重新启动时就需要检测服务器是否启动,该文件存放服务器启动以后的进程id httpd.h:服务器的方法声明 httpd.c:方法实现 main.c:服务器的主逻辑

五、实现结果

请求资源存在:

运行cgi后:

六、源码:

https://github.com/lybb/Linux/tree/master/httpd

附: 这里是我遇到的一些问题,粘出来,也可能是你遇到的问题: 1、本地环回测试ok,Linux下的浏览器测试也可以,但不能接外部的浏览器访问(没有设置桥接模式)嗯~要是在外部浏览器测试的话千万别忘记关闭防火墙 2、服务器应答时,没有将html格式的页面发送,而是将底层的实现代码展示在浏览器,并且在调试时将本来要打印的调试信息会打印到网页上(在回应空行时将send期望发送的数值写的太大,本来只需要发送两个字节的内容) 解决:先检查代码,思路正确,在容易出现问题的地方加入调试信息,最后将问题定位在echo_www()函数内 3、不能显示图片(这个问题是没有将所有发送的情况考虑完全,只考虑到目录、可执行程序,但没有考虑到如果请求的是一个路径明确的普通文件) 解决:测试请求一个路径明确的test.html文件,加入调试信息 ,将问题定位在:如果请求的资源存在,应该如何处理。对于普通文件,找到后并回显给浏览器;如果是目录,应答的是默认页面;如果是可执行程序,执行后返回结果 4、能显示图片后,但显示的不完整(原因:echo_www中,期望读取一行信息的line值太小,不能存下一张图片) 5、运行cgi模式时,每次提交数据并进行submit后都会自动出现提醒下载的页面 原因:在响应报头中,将Content-Type中的”text”写成”test”。而浏览器对于不能识别或解析的实体,都会提醒用户下载。

原文发布于微信公众号 - 马哥Linux运维(magedu-Linux)

原文发表时间:2017-05-04

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