基于HTTP协议实现的小型web服务器的方法

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。

到此这篇关于基于HTTP协议实现的小型web服务器的方法的文章就介绍到这了,更多相关HTTP小型web服务器内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！