c++实现简单的web服务器搭建

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

c++简单的web服务器搭建

web 服务器与 Http 协议

Web 浏览器（Web Browser）是一个用于文档检索和显示的客户应用程序，并通过超文本传输协议

Http（Hyper Text Transfer Protocol）与 Web 服务器相连。

通用的、低成本的浏览器节省了两层结构的 C/S 模式客户端软件的开发和维护费用。

HTTP 协议工作流程

1. 首先客户机与服务器需要建立连接。只要单击某个超级链接，HTTP 的工作就开始了。

2. 建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符（URL）、 协议版本号，后边是 MIME 信息：包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。

3. 服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、 一个成功或错误的代码，后边是 MIME 信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。

4. 客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上，然后客户机与服务器断开连接。

客户端请求方法

服务器的搭建

服务器搭建需要对winsock版本以及套接字进行初始化，接着将本机的信息包括IP地址，端口进行绑定。

这样不仅本机，在局域网内的机器也是可以对服务器进行请求数据。

客户端请求的解析（请求方式以及请求资源的解析）

客户端请求的解析需要通过获取客户端的请求头来进行解析，如下图所示，Request URL是客户端请求的地址，Request Method 为 请求的方式，因此只需要拿到客户端的请求头解析出请求内容以及请求方式即可。

HTTP 消息结构

HTTP是基于客户端/服务端（C/S）的架构模型，通过一个可靠的链接来交换信息，是一个无状态的请求/响应协议。

一个HTTP”客户端”是一个应用程序（Web浏览器或其他任何客户端），通过连接到服务器达到向服务器发送一个或多个HTTP的请求的目的。

一个HTTP”服务器”同样也是一个应用程序（通常是一个Web服务，如Apache Web服务器或IIS服务器等），通过接收客户端的请求并向客户端发送HTTP响应数据。

HTTP使用统一资源标识符（Uniform Resource Identifiers, URI）来传输数据和建立连接。

一旦建立连接后，数据消息就通过类似Internet邮件所使用的格式[RFC5322]和多用途Internet邮件扩展（MIME）[RFC2045]来传送。

客户端请求消息

客户端发送一个HTTP请求到服务器的请求消息包括以下格式：请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据四个部分组成，下图给出了请求报文的一般格式。

服务器响应消息

HTTP响应也由四个部分组成，分别是：状态行、消息报头、空行和响应正文。

HTTP 响应头信息

HTTP请求头提供了关于请求，响应或者其他的发送实体的信息。

1. Content-Encoding
   文档的编码（Encode）方法。只有在解码之后才可以得到Content-Type头指定的内容类型。利用gzip压缩文档能够显著地减少HTML文档的下载时间。Java的GZIPOutputStream可以很方便地进行gzip压缩，但只有Unix上的Netscape和Windows上的IE 4、IE 5才支持它。因此，Servlet应该通过查看Accept-Encoding头（即request.getHeader(“Accept-Encoding”)）检查浏览器是否支持gzip，为支持gzip的浏览器返回经gzip压缩的HTML页面，为其他浏览器返回普通页面。

2. Content-Length
   表示内容长度。只有当浏览器使用持久HTTP连接时才需要这个数据。如果你想要利用持久连接的优势，可以把输出文档写入 ByteArrayOutputStream，完成后查看其大小，然后把该值放入Content-Length头，最后通过byteArrayStream.writeTo(response.getOutputStream()发送内容。

3. Content-Type
   表示后面的文档属于什么MIME类型。Servlet默认为text/plain，但通常需要显式地指定为text/html。由于经常要设置Content-Type，因此HttpServletResponse提供了一个专用的方法setContentType。

4. Date
   当前的GMT时间。你可以用setDateHeader来设置这个头以避免转换时间格式的麻烦。

5. Expires
   应该在什么时候认为文档已经过期，从而不再缓存它？

6. Last-Modified
   文档的最后改动时间。客户可以通过If-Modified-Since请求头提供一个日期，该请求将被视为一个条件GET，只有改动时间迟于指定时间的文档才会返回，否则返回一个304（Not Modified）状态。Last-Modified也可用setDateHeader方法来设置。

7. Location
   表示客户应当到哪里去提取文档。Location通常不是直接设置的，而是通过HttpServletResponse的sendRedirect方法，该方法同时设置状态代码为302。

8. Refresh
   表示浏览器应该在多少时间之后刷新文档，以秒计。除了刷新当前文档之外，你还可以通过setHeader(“Refresh”, “5; URL=http://host/path”)让浏览器读取指定的页面。
   注意这种功能通常是通过设置HTML页面HEAD区的＜META HTTP-EQUIV=“Refresh” CONTENT=”5;URL=http://host/path”＞实现，这是因为，自动刷新或重定向对于那些不能使用CGI或Servlet的HTML编写者十分重要。但是，对于Servlet来说，直接设置Refresh头更加方便。

   注意Refresh的意义是”N秒之后刷新本页面或访问指定页面”，而不是”每隔N秒刷新本页面或访问指定页面”。因此，连续刷新要求每次都发送一个Refresh头，而发送204状态代码则可以阻止浏览器继续刷新，不管是使用Refresh头还是＜META HTTP-EQUIV=“Refresh” …＞。

   注意Refresh头不属于HTTP 1.1正式规范的一部分，而是一个扩展，但Netscape和IE都支持它。

9. Server
   服务器名字。Servlet一般不设置这个值，而是由Web服务器自己设置。

10. Set-Cookie
    设置和页面关联的Cookie。Servlet不应使用response.setHeader(“Set-Cookie”, …)，而是应使用HttpServletResponse提供的专用方法addCookie。参见下文有关Cookie设置的讨论。

HTTP 状态码

HTTP 响应头信息HTTP content-type
HTTP 状态码
当浏览者访问一个网页时，浏览者的浏览器会向网页所在服务器发出请求。当浏览器接收并显示网页前，此网页所在的服务器会返回一个包含 HTTP 状态码的信息头（server header）用以响应浏览器的请求。

HTTP 状态码的英文为 HTTP Status Code。
常见的 HTTP 状态码：
200 – 请求成功
301 – 资源（网页等）被永久转移到其它URL
404 – 请求的资源（网页等）不存在
500 – 内部服务器错误

详细设计

对客户端的请求头进行解析

recv(client_fd,buff,99,0)  

服务器的建立（包括初始化winsock版本，初始化套接字）

    char recbuf[2048];
    WSADATA wsaData;
    int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
    SOCKADDR_IN svr_addr, cli_addr;
    int sin_len = sizeof(cli_addr);

    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock < 0)
    {
        cout<< "无法开启socket";
        exit(0);
    }

    int port = 81;
    svr_addr.sin_family = AF_INET;
    svr_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    svr_addr.sin_port = htons(port);

    if (bind(sock, ( SOCKADDR *) &svr_addr, sizeof(svr_addr)) == -1)
    {
        closesocket(sock);
        cout<<"无法绑定\n";
    }

    listen(sock, 5);

获得客户端的请求头

        if((numbytes = recv(client_fd,buff,99,0)) == -1)
        {
            perror("recv");
            exit(1);
        }

对请求头进行解析(分析出其中的请求方式)

    char data[1000];
    char cd[500];
    char args[500];
    strcpy(args,"./");
    if(sscanf(buff, "%s%s", cd, args+2)!=2)
    {
        return;
    }
 //  cout<<" 111 "<<cd<<endl;
  //  cout<<" 111 "<<args<<endl;
    if(strcmp(cd,"GET")!=0)
    {
        cout<<"请求类型错误"<<endl;
        return;
    }

对请求的资源进行分析

char response[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
                  "Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n\r\n"
                  "<!DOCTYPE html>"
                  "<html lang=\"zh-CN\">"
                  "<head>"
                  "<meta charset=\"utf-8\">"
                  "<title>Hello World</title>"
                  "<style>body {width: 35em;margin: 200px auto;font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;}"
                  "</style>"
                  "</head>"
                  "<body>"
                  "<p>This is a simple webserver<p>"
                  "<p><em>And this html does not support ZH-CN</em></p>"
                  "</body></html>\r\n";


string s;
    char str[100];
    cout<<args<<endl;
    if(!strcmp(args,".//index.html"))
    {
        FILE * fp;
        if((fp=fopen(args,"rt"))==NULL)
        {
          //  cout<<"不行"<<endl;
        }
        else
        {
        //    cout<<"行"<<endl;
            while((fgets(str,1024,fp))!=NULL)
            {
                s += str;
                cout<<s<<endl;
            }
          //  cout<<"我giao"<<endl;
        }
        fclose(fp);
    cout<<s<<endl;
   // cout<<response<<endl;
    cout<< send(client_fd, r, sizeof(r), 0)<<"Bytes已发送" <<endl; // 发送请求的资源
    }else{
        cout<<response<<endl;
        cout<< send(client_fd, response, sizeof(response), 0)<<"Bytes已发送" <<endl;
    }

完整代码（这里只是对GET请求进行处理）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include<bits/stdc++.h>
#include <WinSock2.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<assert.h>
#include<unistd.h>

using namespace std;
int client_fd;
int numbytes;
char buff[100];
char response[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"
                  "Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n\r\n"
                  "<!DOCTYPE html>"
                  "<html lang=\"zh-CN\">"
                  "<head>"
                  "<meta charset=\"utf-8\">"
                  "<title>Hello World</title>"
                  "<style>body {width: 35em;margin: 200px auto;font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;}"
                  "</style>"
                  "</head>"
                  "<body>"
                  "<p>This is a simple webserver<p>"
                  "<p><em>And this html does not support ZH-CN</em></p>"
                  "</body></html>\r\n";


char r[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\n""Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n\r\n""<!DOCTYPE html><html><head><meta charset='utf-8'><</head><body>    <h1>yyy</h1>    <p>111</p></body></html>";

void solve()
{
    char data[1000];
    char cd[500];
    char args[500];
    strcpy(args,"./");
    if(sscanf(buff, "%s%s", cd, args+2)!=2)
    {
        return;
    }
 //  cout<<" 111 "<<cd<<endl;
  //  cout<<" 111 "<<args<<endl;
    if(strcmp(cd,"GET")!=0)
    {
        cout<<"请求类型错误"<<endl;
        return;
    }
    // int fd = open(args,O_RDONLY);
    // int x = send(client_fd,response, sizeof(response)-1,0);
//    send(client_fd,fd,NULL,2500);
    string s;
    char str[100];
    cout<<args<<endl;
    if(!strcmp(args,".//index.html"))
    {
        FILE * fp;
        if((fp=fopen(args,"rt"))==NULL)
        {
          //  cout<<"不行"<<endl;
        }
        else
        {
        //    cout<<"行"<<endl;
            while((fgets(str,1024,fp))!=NULL)
            {
                s += str;
                cout<<s<<endl;
            }
          //  cout<<"我giao"<<endl;
        }
        fclose(fp);
    cout<<s<<endl;
   // cout<<response<<endl;
    cout<< send(client_fd, r, sizeof(r), 0)<<"Bytes已发送" <<endl;
    }else{
        cout<<response<<endl;
        cout<< send(client_fd, response, sizeof(response), 0)<<"Bytes已发送" <<endl;
    }
    //  FILE * fp = open(args,O_RDONLY);

    // cout<< pBuf <<endl;
    return;
}
int main()
{
    char recbuf[2048];
    WSADATA wsaData;
    int iResult = WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData);
    SOCKADDR_IN svr_addr, cli_addr;
    int sin_len = sizeof(cli_addr);

    int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (sock < 0)
    {
        cout<< "无法开启socket";
        exit(0);
    }

    int port = 81;
    svr_addr.sin_family = AF_INET;
    svr_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
    svr_addr.sin_port = htons(port);

    if (bind(sock, ( SOCKADDR *) &svr_addr, sizeof(svr_addr)) == -1)
    {
        closesocket(sock);
        cout<<"无法绑定\n";
    }

    listen(sock, 5);
    while (1)
    {
        int len = sizeof(SOCKADDR);
        client_fd = accept(sock, (SOCKADDR *) &cli_addr, &sin_len);
        printf("客户端已连接\n");
        cout<<inet_ntoa(cli_addr.sin_addr)<<endl;
        if (client_fd == -1)
        {
            perror("accept()客户端连接出错");
            continue;
        }
        if((numbytes = recv(client_fd,buff,99,0)) == -1)
        {
            perror("recv");
            exit(1);
        }
        cout<<buff<<endl;

        solve();

        // cout<<response<<endl;
    }
    closesocket(client_fd);
    WSACleanup();
}

运行截图