计算机网络自顶向下之应用层套接字编程作业Web服务器

套接字编程作业1：Web服务器

官方英文文档：Socket1_WebServer.pdf

以下内容为笔者翻译：

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套接字编程作业1：Web服务器

在本实验中，您将学习Python中TCP连接的套接字编程的基础知识：如何创建套接字，将其绑定到特定的地址和端口，以及发送和接收HTTP数据包。您还将学习一些HTTP首部格式的基础知识。

您将开发一个处理一个HTTP请求的Web服务器。您的Web服务器应该接受并解析HTTP请求，然后从服务器的文件系统获取所请求的文件，创建一个由响应文件组成的HTTP响应消息，前面是首部行，然后将响应直接发送给客户端。如果请求的文件不存在于服务器中，则服务器应该向客户端发送“404 Not Found”差错报文。

代码

在文件下面你会找到Web服务器的代码框架。您需要填写这个代码。而且需要在标有#Fill in start 和 # Fill in end的地方填写代码。另外，每个地方都可能需要不止一行代码。

运行服务器

将HTML文件（例如HelloWorld.html）放在服务器所在的目录中。运行服务器程序。确认运行服务器的主机的IP地址（例如128.238.251.26）。从另一个主机，打开浏览器并提供相应的URL。例如：

http://128.238.251.26:6789/HelloWorld.html

“HelloWorld.html”是您放在服务器目录中的文件。还要注意使用冒号后的端口号。您需要使用服务器代码中使用的端口号来替换此端口号。在上面的例子中，我们使用了端口号6789. 浏览器应该显示HelloWorld.html的内容。如果省略“:6789”，浏览器将使用默认端口80，只有当您的服务器正在端口80监听时，才会从服务器获取网页。

然后用客户端尝试获取服务器上不存在的文件。你应该会得到一个“404 Not Found”消息。

需要上交的内容

您需要上交完整的服务器代码，以及客户端浏览器的屏幕截图，用于验证您是否从服务器实际接收到HTML文件内容。

Web服务器的Python代码框架

#import socket module
from socket import *
serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) 
#Prepare a sever socket 
#Fill in start 
#Fill in end 
while True:     
    #Establish the connection    
    print 'Ready to serve...'     
    connectionSocket, addr =   #Fill in start  #Fill in end
    try:         
        message =   #Fill in start  #Fill in end
        filename = message.split()[1]                          
        f = open(filename[1:])
        outputdata = #Fill in start  #Fill in end
        #Send one HTTP header line into socket         
        #Fill in start         
        #Fill in end    

        #Send the content of the requested file to the client
        for i in range(0, len(outputdata)):
            connectionSocket.send(outputdata[i])
        connectionSocket.close()
    except IOError:
        #Send response message for file not found
        #Fill in start
        #Fill in end

        #Close client socket
        #Fill in start
        #Fill in end             
    serverSocket.close()

别人的代码 ,可以尝试用电脑运行,然后在手机浏览器访问

# import socket module
from socket import *                                   
serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) 
# Prepare a sever socket
serverSocket.bind(('', 6789))
serverSocket.listen(1)

while True: 
    # Establish the connection
    print('Ready to serve...')
    connectionSocket, addr = serverSocket.accept()            
    try: 
        message = connectionSocket.recv(1024)  # Fill in start          #Fill in end
        filename = message.split()[1]                  
        f = open(filename[1:])                         
        outputdata = f.read()
                   
        # Send one HTTP header line into socket
        header = ' HTTP/1.1 200 OK\nConnection: close\nContent-Type: text/html\nContent-Length: %d\n\n' % (len(outputdata))
        connectionSocket.send(header.encode())
                    
        # Send the content of the requested file to the client
        for i in range(0, len(outputdata)):            
             connectionSocket.send(outputdata[i].encode())
        connectionSocket.close() 
    except IOError: 
        #Send response message for file not found 
        header = ' HTTP/1.1 404 Not Found'   
        connectionSocket.send(header.encode())
        connectionSocket.close()
        #Fill in start 
        #Fill in end  
serverSocket.close()  

待我一一解释 浏览器端110.64.89.227 服务器端 172.21.199.156

• 前四个灰色的是小的TCP报文段不含数据,所以用灰色表示
  • 前俩个是我用另一台电脑的浏览器发出的请求,发起TCP连接
  • 后两个是服务器响应报文是第二次握手
• 第五第六是第三次握手,淡紫色可以携带数据比如这里通过TCP连接发送一个HTTP 请求报文
• 后面 三个谈绿色的HTTP应该是应用层HTTP报文的交互 不太了解 我强行解释一下:
  • 第一个应该是HTTP请求报文
  • 第二个第三个应该是说明服务器还再传送数据,别关掉
• 然后是三个TCP报文 传输数据 主要看顺序字seq和ack的变化
• 又来一个HTTPGET的报文,因为已经握手过了,直接发一个类似第三次握手的HTTP请求报文即可.
• 然后5个TCP报文传输数据
• 值得说一下,我好像看不到HTTP响应报文,应该是没有这个操作了,因为我只发送了一个HTML文件

可选练习

1. 目前，这个Web服务器一次只处理一个HTTP请求。请实现一个能够同时处理多个请求的多线程服务器。使用线程，首先创建一个主线程，在固定端口监听客户端请求。当从客户端收到TCP连接请求时，它将通过另一个端口建立TCP连接，并在另外的单独线程中为客户端请求提供服务。这样在每个请求/响应对的独立线程中将有一个独立的TCP连接。

2. 不使用浏览器，编写自己的HTTP客户端来测试你的服务器。您的客户端将使用一个TCP连接用于连接到服务器，向服务器发送HTTP请求，并将服务器响应显示出来。您可以假定发送的HTTP请求将使用GET方法。
   客户端应使用命令行参数指定服务器IP地址或主机名，服务器正在监听的端口，以及被请求对象在服务器上的路径。以下是运行客户端的输入命令格式。

   client.py server_host server_port filename