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書名： ASP.NET本質論
作者名：郝冠軍
本章字數(shù)： 1658字
更新時間： 2018-12-31 19:25:13

1.2 最簡單的Web服務器

1.2.1 網絡插座Socket

在遙遠的Unix時代，為了解決傳輸層的編程問題，從4.2 BSD Unix開始，Unix提供了類似于文件操作的網絡操作方式-Socket。通過Socket，程序員可以像操作文件一樣通過打開、寫入、讀取、關閉等操作完成網絡編程。這使得網絡編程可以統(tǒng)一到文件操作之下。通過Socket幫助程序員解決網絡傳輸層的問題，而系統(tǒng)中的網絡系統(tǒng)負責處理網絡內部的復雜操作，這樣程序員就可以比較容易地編寫網絡應用程序。需要注意的是，應用層的協(xié)議需要針對網絡程序專門處理，Socket不負責應用層的協(xié)議，僅僅負責傳輸層的協(xié)議。

當然，網絡畢竟不是簡單的文件，所以，在使用Socket的時候，程序員還是需要設置一些網絡相關的細節(jié)問題參數(shù)。

當通過Socket開發(fā)網絡應用程序的時候，首先需要考慮所使用的網絡類型，主要包括以下三個方面：

1）Socket類型，使用網絡協(xié)議的類別，IPv4的類型為PF_INET。

2）數(shù)據(jù)通信的類型，常見的數(shù)據(jù)報（SOCK_DGRAM ）、數(shù)據(jù)流（SOCK_STREAM）。

3）使用的網絡協(xié)議，比如：TCP協(xié)議。

在同一個網絡地址上，為了區(qū)分使用相同協(xié)議的不同應用程序，可以為不同的應用程序分配一個數(shù)字編號，這個編號稱為網絡端口號（port）。端口號是一個兩字節(jié)的整數(shù)，取值范圍從0～65535。 IANA (Internet Assigned Number Authority，互聯(lián)網地址分配機構)維護了一個端口分配列表，這些端口分為三類，第一類的范圍是0～1023，稱為眾所周知的端口，由IANA進行控制和分配，由特定的網絡程序使用，例如，TCP協(xié)議使用80號端口來完成HTTP協(xié)議的傳輸。第二類的范圍是1024～49151，稱為登記端口，這些端口不由IANA控制，但是IANA維護了一個登記的列表，如果沒有在IANA登記的話，也不應該在程序中使用。但是，大多數(shù)的系統(tǒng)中，在沒有沖突的情況下，也可以由用戶程序使用。第三類的范圍是49152～65535，稱為動態(tài)或者私有端口，這些端口可以由普通用戶程序使用。

對于一個網絡應用程序來說，通過地址、協(xié)議和端口號可以唯一地確定網絡上的一個應用程序。其中地址和端口的組合稱為端點（EndPoint）。每個Socket需要綁定到一個端點上與其他端點進行通信。

在.NET中，System.Net命名空間提供了網絡編程的大多數(shù)數(shù)據(jù)類型以及常用操作，其中常用的類型如下：

□IPAddress類用來表示一個IP地址。

□IPEndPoint類用來表示一個IP地址和一個端口號的組合，稱為網絡的端點。

□System.Net.Sockets命名空間中提供了基于Socket編程的數(shù)據(jù)類型。

□Socket類封裝了Socket的操作。

常用操作如下：

□Listen：設置基于連接通信的Socket 進入監(jiān)聽狀態(tài)，并設置等待隊列的長度。

□Accept：等待一個新的連接，當新連接到達的時候，返回一個針對新連接的Socket對象。通過這個新的Socket對象，可以與新連接通信。

□Receive：通過Socket接受字節(jié)數(shù)據(jù)，保存到一個字節(jié)數(shù)組中，返回實際接收的字節(jié)數(shù)。

□Send：通過Socket發(fā)送預先保存在字節(jié)數(shù)組中的數(shù)據(jù)。

下面的示例代碼演示了如何通過Socket編程創(chuàng)建一個簡單的Web服務器。這個服務器通過49152 號端口提供訪問，向瀏覽器返回一個固定的靜態(tài)網頁。在這個示例中，請求的消息由瀏覽器生成，并發(fā)送到服務器，這個程序將簡單地顯示請求的消息。回應的消息由服務器程序生成，通過Socket傳輸層返回給瀏覽器。

// 取得本機的loopback網絡地址，即 127.0.0.1
IPAddress address = IPAddress.Loopback;
// 創(chuàng)建可以訪問的端點，49152表示端口號，如果設置為0，表示使用一個空閑的端口號
IPEndPoint endPoint = new IPEndPoint(address, 49152);
// 創(chuàng)建socket，使用IPv4地址，傳輸控制協(xié)議 TCP，雙向、可靠、基于連接的字節(jié)流
Socket socket = new Socket(
   AddressFamily.InterNetwork,
   SocketType.Stream,
   ProtocolType.Tcp);
// 將socket 綁定到一個端點上
socket.Bind(endPoint);
//設置連接隊列的長度
socket.Listen(10);
Console.WriteLine("開始監(jiān)聽, 端口號：{0}.", endPoint.Port);
while (true)
{
  // 開始監(jiān)聽，這個方法會阻塞線程的執(zhí)行，直到接收到一個客戶端的連接請求
  Socket client = socket.Accept();
  // 輸出客戶端的地址
  Console.WriteLine(client.RemoteEndPoint);
  // 準備讀取客戶端請求的數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)將保存在一個數(shù)組中
  byte[]buffer = new byte[4096];
  // 接收數(shù)據(jù)
  int length = client.Receive(buffer, 4096, SocketFlags.None);
  // 將請求的數(shù)據(jù)翻譯為 UTF-8
  System.Text.Encoding utf8 = System.Text.Encoding.UTF8;
  string requestString = utf8.GetString(buffer, 0, length);
  // 顯示請求的消息
  Console.WriteLine(requestString);
  // 回應的狀態(tài)行
  string statusLine = "HTTP/1.1 200 OK\r\n";
  byte[]statusLineBytes = utf8.GetBytes(statusLine);
  // 準備發(fā)送到客戶端的網頁
  string responseBody ="<html><head><title>From Socket Server</title></
     head><body><h1>Hello,world.</h1></body></html>";
  byte[]responseBodyBytes = utf8.GetBytes(responseBody);
  // 回應的頭部
  string responseHeader =
      string.Format(
          "Content-Type: text/html;
          charset = UTF-8\r\nContent - Length:{0}\r\n",
          responseBody.Length
         );
  byte[]responseHeaderBytes = utf8.GetBytes(responseHeader);
  // 向客戶端發(fā)送狀態(tài)信息
  client.Send(statusLineBytes);
  // 向客戶端發(fā)送回應頭
  client.Send(responseHeaderBytes);
  //頭部與內容的分隔行
  client.Send(new byte[]{13, 10});
  // 向客戶端發(fā)送內容部分
  client.Send(responseHeaderBytes);
  // 斷開與客戶端的連接
  client.Close();
  if (Console.KeyAvailable)
        break;
}
//關閉服務器
socket.Close();

運行后，在瀏覽器的窗口中輸入服務器的地址：http://localhost.:49152/，則瀏覽器中可以看到如圖1-5所示的結果。

圖1-5 通過瀏覽器訪問自定義的Web服務器

在命令行窗口可以看到如圖1-6所示的輸出。

圖1-6 自定義Web服務器的輸出

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