C 语言实现一个简单的 Web 服务器：从 TCP 到 HTTP

前端

2023-10-19 13:54:16

Web 服务器：揭秘互联网通信的核心

服务器与客户端：网络中的基本组件

在广阔的互联网世界中，服务器和客户端扮演着至关重要的角色。服务器就像虚拟管家，负责提供服务，而客户端则是请求这些服务的个人电脑或移动设备。服务器通常拥有强大的计算能力和存储空间，而客户端则通常相对轻量级，面向最终用户。

HTTP 与 TCP：连接服务器和客户端的协议

要实现服务器和客户端之间的无缝通信，需要一套共同的语言，这就是协议的用武之地。HTTP（超文本传输协议）和 TCP（传输控制协议）是互联网上最常用的两种协议。

HTTP 负责在客户端和服务器之间传输数据，管理请求和响应。例如，当您在浏览器中输入 URL 时，您的计算机向服务器发送一个 HTTP 请求，请求访问该特定网页。服务器收到请求后，会返回一个 HTTP 响应，其中包含该网页的内容。

另一方面，TCP 负责确保数据在服务器和客户端之间可靠传输。它建立了一个虚拟连接，确保数据按照正确的顺序到达目标，并处理任何潜在的错误或故障。

实现一个简单的 Web 服务器

为了进一步深入了解服务器和客户端之间的交互，让我们构建一个简单的 Web 服务器。我们将使用 C 语言编程并使用 TCP 协议来处理 HTTP 请求。

步骤 1：创建套接字

套接字是进程之间通信的端点，就像一条管道，允许数据在服务器和客户端之间流动。我们可以使用 socket() 函数创建一个套接字。

步骤 2：绑定套接字到端口号

端口号用于标识不同的服务。我们将我们的服务器绑定到端口 80，这是 HTTP 服务的标准端口。

步骤 3：监听套接字

监听套接字表示服务器已准备好接受客户端请求。我们可以使用 listen() 函数将套接字置于监听状态。

步骤 4：接受客户端请求

当客户端连接到服务器时，我们可以使用 accept() 函数接受他们的请求。这将创建一个新的套接字，用于与特定客户端通信。

步骤 5：解析请求并提供响应

通过 accept() 函数创建的套接字允许我们读取客户端请求。我们解析请求，确定客户端请求的资源（例如网页），然后使用 write() 函数发送响应。

完整代码示例

以下代码片段演示了如何使用 C 语言编写一个简单的 Web 服务器：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

int main() {
  // 创建套接字
  int sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (sock < 0) {
    perror("socket");
    return -1;
  }

  // 绑定套接字到端口号
  struct sockaddr_in addr;
  memset(&addr, 0, sizeof(addr));
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  addr.sin_port = htons(80);
  if (bind(sock, (struct sockaddr *)&addr, sizeof(addr)) < 0) {
    perror("bind");
    return -1;
  }

  // 监听套接字
  if (listen(sock, 5) < 0) {
    perror("listen");
    return -1;
  }

  // 接受客户端请求
  struct sockaddr_in client_addr;
  socklen_t client_addr_len = sizeof(client_addr);
  int client_sock = accept(sock, (struct sockaddr *)&client_addr, &client_addr_len);
  if (client_sock < 0) {
    perror("accept");
    return -1;
  }

  // 读取客户端请求
  char buf[1024];
  memset(buf, 0, sizeof(buf));
  if (read(client_sock, buf, sizeof(buf)) < 0) {
    perror("read");
    return -1;
  }

  // 解析客户端请求
  char *method = strtok(buf, " ");
  char *path = strtok(NULL, " ");
  char *version = strtok(NULL, "\r\n");

  // 响应客户端请求
  char response[] = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n<h1>Hello, world!</h1>";
  if (write(client_sock, response, strlen(response)) < 0) {
    perror("write");
    return -1;
  }

  // 关闭客户端套接字
  close(client_sock);

  // 关闭服务器套接字
  close(sock);

  return 0;
}