配置web服务器+编写简单页面+分析交互过程

配置web服务器+编写简单页面+分析交互过程
目录

配置web服务器

IIS配置web服务器

C++搭建简单的web服务器

编写web页面

程序测试

IIS配置测试

C++程序测试

Wireshark捕获交互过程及分析

三次握手

请求报文

请求行

请求头

请求体

响应报文

响应行

响应头

响应体

四次挥手

实验中遇到的问题及分析

参考资料

配置web服务器

IIS配置web服务器

使用Windows自带的IIS配置web服务器，具体配置情况如下：

网站名称可以自己取，物理路径是我们编写的html文件所在的地方。

IP地址我设置成了本地，端口默认为80，也可以自由更改，注意不要和其他被使用的端口重复了！

我没有修改默认文档，因此我的html文件必须被命名为index.html，大家也可以自行修改。

C++搭建简单的web服务器

在C++实现流式socket聊天程序的基础上，我们也可以采用流式socket的方式搭建一个简单的web服务器。主要的流程大体相同，但是发送和接收消息的部分改为接收客户端访问页面的请求头，并发送响应报文。

由于本实验的重点并非编程，我编写的程序中没有对客户的请求头进行分析，从而作出相应的处理，只是简单地接收请求头，并发送响应报文，响应体为我编写的html文件。

C++程序的主要代码如下（其他部分代码与实验1大体相同）：
```
// 接收客户端的连接请求
while (true) {
    sockaddr_in addrClient;
    int len = sizeof(sockaddr_in);
    // 接收客户端的连接请求并创建新的套接字
    SOCKET sockConn = accept(sockServer, (SOCKADDR*)&addrClient, &len);
    if (sockConn != INVALID_SOCKET) {
        cout << "[ACCEPT CONNECTION REQUEST!]" << endl;
        cout << "---------------------------------------------------" << endl;
        char recvBuf[2652];
        memset(recvBuf, 0, sizeof(recvBuf));
        // 获取客户端的请求头
        int recvLen = recv(sockConn, recvBuf, 2652, 0);
        if (recvLen == -1) {
            cout << "Request error!" << endl;
            break;
        }
        else {
            cout << sizeof(recvBuf) << " bits received." << endl;
            cout << recvBuf << endl;
            cout << "---------------------------------------------------" << endl;
 
            // 响应报文
            char response[2652];
            memset(response, 0, sizeof(response));
            // 计算时间
            char tmp[32] = { NULL };
            time_t t = time(0);
            strftime(tmp, sizeof(tmp), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localtime(&t));
            string str = "HTTP/1.1 200 OK\r\n""Date: ";
            str.append(tmp);
            str.append(" GMT\r\n");
            // 响应头，随便写了一点，并不完整，详细的分析看下文介绍
            str.append("Server: Roslin's web server(Windows)\r\n"
                       "Content-length: 1583\r\n"
                       "Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n"
                       "Keep-Alive: timeout=10, max=100\r\n"
                       "Connection: Keep-Alive\r\n\r\n");
            // Conten-length一定要和消息体（html文件）的长度一致！！！否则无法正确显示
            // 打开html文件，参数r表示仅供读取
            FILE* file = fopen("WebPage.txt", "r");
            if (file == NULL) {
                cout << "Can not open the file!" << endl;
                return 0;
            }
            char html[1024] = "";
            do {
                memset(html, 0, sizeof(html));
                fgets(html, 1024, file);
                str.append(html);
            } while (!feof(file));
 
            // 发送响应报文，发送的消息长度必须和实际的一致，太长了会读入乱码！！！
            strcpy_s(response, str.c_str());
            send(sockConn, response, str.length(), 0);
            cout << str.length() << " bits response sent." << endl;
            cout << str << endl;
            cout << "---------------------------------------------------" << endl;
        }
    }
    // 关闭监听套接字
    closesocket(sockConn);
}
```
虽然我的响应头发送的连接方式是Keep-Alive，但是大家可以看到我发送完响应报文之后就关闭监听了套接字，相当于关闭了TCP连接，这是因为之后我们需要捕获TCP四次挥手的过程~~（其实是因为我一开始没想清楚）~~。

编写web页面

我编写了一个简单的html文件，用来显示我的个人主页。主要内容有姓名、学号、专业、学院、学校、个人logo（一只可爱的小考拉）。还加入了网易云音乐的外链接和背景图片，使界面更具有观赏性。具体的代码如下：
```
html>
<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>Roslin's Home Pagetitle>
    <style>
		body 
		{
			background-image: url(https://img.zmtc.com/2019/0815/20190815113422287.jpg);
			background-size: cover;
		}
	style>
    <style>
    div.transbox
            {
              width: 1050px;
              height: 420px;
              margin: 90px 90px;
              background-color: #ffffff;
              border: 1px solid #FFFFFF;
              opacity:0.8;
            }
    style>
    <style>
		h1 {text-align: center;}
		h2.ex1 {margin-left:5cm;}
		h3.ex1 {margin-left:5cm;}
		p{text-align: right;}
		p.ex1{margin-right: 2cm;}
	style>
    <style>
   	img.ex1{margin-left:5cm;border-radius:100%;overflow:hidden;position: absolute;top: 50;left: 150;}
	style>
head>
<body>
	<div class="background">
		<div class="transbox">
            <h1>个人简介h1>
            <h2 class="ex1">Roslinh2>
            <h3 class="ex1">学号：xxxh3>
            <h3 class="ex1">专业：xxxh3>
            <h3 class="ex1">学院：xxxh3>
            <h3 class="ex1">学校：xxxh3>
            <p class="ex1">xxxxxp>
            <img src="https://tupian.qqw21.com/article/UploadPic/2015-5/201552323315986462.jpg" height="150px" width="150px" class="ex1" title="logo"/>
		div>
    div>
    <iframe frameborder="no" border="0" marginwidth="0" marginheight="0" width=298 height=52 src="http://music.163.com/outchain/player?type=2&id=456370728&auto=1&height=32">iframe>
body>
html>
```
注意：
- 插入的图片如果是本地的，必须放在html文件的根目录之下，否则要放完整的地址。但是插入本地图片用C++编程的方式无法正确显示，用IIS配置的方式可以。
- 用电脑浏览器打开网易云音乐，选择想要的歌曲/歌单，点击生成外链接，复制html代码即可。但是有些歌曲因版权问题无法生成外链接！
~~特别声明：本人没学过html，因此界面非常简单。~~

程序测试

IIS配置测试

直接打开127.0.0.1（80端口为默认的，不用加），即可看到我编写的web页面，测试成功。

C++程序测试

运行WebServer.cpp，打开浏览器，输入localhost:81（程序中指定的本地ip及端口号），可以看到我编写的web页面，测试成功。

~~懒得放图...~~

Wireshark捕获交互过程及分析

使用Wireshark捕获交互过程，可以看到TCP握手、浏览器的GET请求、我编写的响应报文和TCP挥手。

三次握手
1. 第一次握手：客户端发送序列号Seq=0的SYN报文到服务器，表示请求建立连接。
2. 第二次握手：服务器收到客户端的SYN报文，发送序列号Seq=0、确认号Ack=1的SYN, ACK报文到客户端，表示同意建立连接。
3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN, ACK报文，发送序列号Seq=1、确认号Ack=1的ACK报文到服务器，表示确认建立连接。
请求报文
```
GET / HTTP/1.1
Host: localhost:81
Connection: keep-alive
Cache-Control: max-age=0
sec-ch-ua: "Chromium";v="106", "Microsoft Edge";v="106", "Not;A=Brand";v="99"
sec-ch-ua-mobile: ?0
sec-ch-ua-platform: "Windows"
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/106.0.0.0 Safari/537.36 Edg/106.0.1370.47
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.9
Sec-Fetch-Site: none
Sec-Fetch-Mode: navigate
Sec-Fetch-User: ?1
Sec-Fetch-Dest: document
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8,en-GB;q=0.7,en-US;q=0.6
```
请求行
- 请求方法：GET, POST, HEAD, PUT, DELETE。
- 请求url：在本实验中，由于是同一台主机，于是省略了。
- http版本：在本实验中是HTTP/1.1。
请求头
- Host：主机。
- Connection：连接方式，keep-alive说明服务器在发送响应报文后不关闭TCP连接。
- Cache-Control：缓存控制，max-age表示客户端希望接收资源的存在时间的最大值，在本实验中，意思是客户端希望接收一个新的资源。
- sec-ch-ua：浏览器的版本。
- sec-ch-ua-mobile：浏览器是否在移动设备上打开。
- sec-ch-ua-platform：浏览器所在的操作系统。
- Upgrade-Insecure-Requests：请求服务端支持以下升级机制。
- User-Agent：客户端请求的相关信息，实验如浏览器、操作系统等。
- Accept：客户端希望接收的响应体的数据类型。
- Sec-Fetch-Site：表示一个请求发起者的来源与目标资源来源之间的关系。
  - cross-site：跨域请求；
  - same-origin：发起和目标站点源完全一致；
  - same-site：实验如一级请求二级域名；
  - none：如果用户直接触发页面导航，实验如在浏览器地址栏中输入地址，点击书签跳转等。
- Sec-Fetch-Mode：请求的模式。
  - cors：跨域请求；
  - no-cors：限制请求，只能使用请求方法(get/post/put)和请求头(accept/accept-language/content-language/content-type)；
  - same-origin：如果使用此模式向另外一个源发送请求，显而易见，结果会是一个错误。
  - navigate：表示这是一个浏览器的页面切换请求，仅在浏览器切换页面时创建，该请求应该返回html；
  - websocket：建立websocket连接。
- Sec-Fetch-User：表示导航请求激发的原因。
  - true(?1)：导航请求由用户激活触发(鼠标点击/键盘)；
  - false(?0)：导航请求由用户激活以外的原因触发；
- Sec-Fetch-Dest：请求的目的，表示客户端希望获取什么样的资源。
- Accept-Encoding：接受的编码方式。
- Accept-Language：接受的语言。
请求体

POST和PUT方法包含请求体，本实验中是GET请求，不包含请求体。

响应报文
```
HTTP/1.1 200 OK\r\n
Content-Type: text/html\r\n
Last-Modified: Thu, 27 Oct 2022 02:34:23 GMT\r\n
Accept-Ranges: bytes\r\n
ETag: "b7e928a0ace9d81:0"\r\n
Server: Microsoft-IIS/10.0\r\n
Date: Thu, 27 Oct 2022 02:34:43 GMT\r\n
Content-Length: 1631\r\n
\r\n
[HTTP response 1/2]
[Time since request: 0.003017000 seconds]
[Request in frame: 5]
[Next request in frame: 29]
[Next response in frame: 31]
[Request URI: http://127.0.0.1/favicon.ico]
File Data: 1631 bytes
```
由于C++ socket编程的响应报文是我自己编写的，内容比较简单，不够完整，因此在这里分析使用IIS搭建的服务器发送的响应报文。

响应行
- http版本：在本实验中，是HTTP/1.1，必须和请求报文的协议版本匹配。
- 状态码和解释：表示请求的结果。
  - 200 OK：请求成功；
  - 301 Moved Permanently：请求的对象被移走，新的位置在响应中通过Location: 给出；
  - 400 Bad Request：服务器不能解释请求报文；
  - 404 Not Found：服务器中找不到请求的文档；
  - 505 HTTP Version Not Supported：服务器不支持相应的HTTP版本。
响应头
- Date：发送响应报文的时间。
- Server：服务器的版本和平台。
- Last-Modified：最近一次修改的时间。
- ETag：被请求变量的实体值，是一个可以与Web资源关联的记号。
- Accept-Ranges：服务器支持的可用于定义范围的单位。
- Content-Length：响应体的长度。
- Keep-Alive：TCP通道可以保持的时间和最多接受的请求次数。
- Connection：连接方式，同上。
- Content-Type：响应体的内容类型和编码方式。
响应体

本实验中，响应体就是我编写的html文件，在次不再赘述。

四次挥手

IIS服务器捕获的四次挥手：

C++ socket编程捕获的四次挥手：
1. A向B发送FIN, ACK报文，请求终止连接。
2. B收到A发送的FIN, ACK报文后，回复ACK报文，表示确认收到了终止连接的请求。
3. B向A发送FIN, ACK报文，请求终止连接。
4. A收到B发送的FIN, ACK报文后，回复ACK报文，表示确认收到了终止连接的请求，双方正式终止连接。
客户端和服务器都可以主动发起挥手动作。在IIS服务器捕获时四次挥手非常标准，我关闭了浏览器，由客户端先向服务器发送终止连接的请求。

但在C++ socket编程捕获的文件中，只能看到三次挥手，但是观察Seq和Ack的值和连接的过程，一切正常。查阅相关资料后分析，这是因为我的服务器是通过socket编程实现的，发送完响应报文之后，调用close函数时就会向客户端发送终止连接的请求，这一步并不会在捕获文件中体现。之后客户端（64400）回复ACK报文确认收到了终止连接的请求也印证了这一点。

实验中遇到的问题及分析
1. 在使用C++搭建简单的web服务器时，由于对html的了解不够深刻，发送的响应报文不正确，一直无法正常打开网页。经过分析发现两个问题：第一，发现Content-length一定要和消息体（html文件）的长度一致，否则无法正确显示；第二，发送响应报文，发送的消息长度必须和实际的一致，太长了会读入乱码。虽然能够顺利完成实验，但是这个程序只是一个很简单的web服务器，没有对请求报文进行解析，响应报文也只有一种情况。希望后续能够在对http协议学习更深入的基础上编写一个完整的web服务器。
2. 在编写web界面时，由于对于html语言了解不够深刻，出现了很多语法错误，也难以实现想要的效果。经过对html语言的初步学习后，能够实现预期的界面。但是这只是一个很简单的个人主页，希望以后能够改进。
3. 在使用Wireshark捕获交互过程时，一开始对于软件不够熟悉，不清楚如何使用。后来可以正常捕获，但是捕获的内容很多，经过学习我发现可以使用过滤条件，就能快速定位到我们需要的交互过程。
4. 在IIS服务器捕获的文件中，一开始我看到的响应报文总是304 Not Modified，但是依然能正常打开网页。后来发现是因为网页有缓存机制，如果第一次连接之后，html文件没有改变，就不会重新返回200 OK的响应报文。因此，我稍微修改了一下html文件，就成功捕获到了200 OK的响应报文。
5. 在C++ socket编程捕获的文件中，我只观察到三次挥手，但是观察Seq和Ack的值和连接的过程，一切正常。查阅相关资料后分析，这是因为我的服务器是通过socket编程实现的，发送完响应报文之后，调用close函数时就会向客户端发送终止连接的请求，这一步并不会在捕获文件中体现。
参考资料

Sec-Fetch-*请求头，了解下? - 福禄网络研发团队 - 博客园

使用 WireShark 分析 TCP/IP 三次握手和四次挥手 - bylijian - 博客园
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原文地址：https://blog.csdn.net/Roslin_v/article/details/127540126

配置web服务器

IIS配置web服务器

C++搭建简单的web服务器

编写web页面

程序测试

IIS配置测试

C++程序测试

Wireshark捕获交互过程及分析

三次握手

请求报文

请求行

请求头

请求体

响应报文

响应行

响应头

响应体

四次挥手

实验中遇到的问题及分析

参考资料