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Visual C#實現HTTP代理服務程序

編輯：關於C語言

　網絡代理程序的種類非常多，根據代理服務程序代理的協議不同，分成HTTP代理服務程序、FTP代理服務程序等，運行代理服務程序的服務器也就稱為HTTP代理服務器和FTP代理服務器。在本節中介紹的Web代理服務程序代理的就是HTTP協議。

　　一．網絡代理的類型及實現原理：

　　網絡代理服務根據工作層次，一般可分為應用層代理、傳輸層代理和SOCKS代理。應用層代理是工作在TCP/IP參考模型的應用層之上，它支持對應用層協議（如HTTP，FTP）的代理。它提供的控制最多，但是不靈活，必須要有相應的協議支持。如果協議不支持代理（如SMTP和POP），那就只能在應用層以下代理，也即傳輸層代理。傳輸層代理直接與TCP層交互，更加靈活。要求代理服務器具有部分真正服務器的功能：監聽特定TCP或UDP端口，接收客戶端的請求同時向客戶端發出相應的響應。另一種代理需要改變客戶端的IP棧，即SOCKS代理。它是可用的最強大、最靈活的代理標准協議。SOCK V4允許代理服務器內部的客戶端完全地連接到外部的服務器，SOCK V5增加了對客戶端的授權和認證，因此它是一種安全性較高的代理。本節後面介紹的代理是一種應用層上面的代理，所代理的協議是HTTP，也就是經常見到的Web代理。

　　網絡代理就是一個連接客戶端（設定需要代理的計算機）和服務器端（需要訪問資源的服務器）的橋。要實現這種橋，網絡代理就必須滿足下列條件，其實也是代理服務的運行的流程：

　　（1）. 能夠接收並解析客戶端的請求。

　　（2）. 創建到服務器的新連接，並根據轉發客戶端的請求信息。

　　（3）. 接收服務器反饋的信息。

　　（4）. 能夠發出或解釋服務器的響應並將該響應傳回給客戶端。

　　圖01是網絡代理服務的一個典型模型圖：

圖01：代理服務的模型
　　二．Visual C＃實現Web代理服務程序

　　Web代理服務是代理服務中最常用的一種代理服務，按照代理服務的層次，它屬於應用層代理，是對TCP/IP參考模型中的應用層的HTTP協議的代理。

　　Web代理服務也是代理服務中的一種，所以它也要滿足代理服務的基本條件。在下面介紹的代理服務程序中，是按照下列的順序來實現其功能的。

　　（1）. 代理服務器程序偵聽端口，接收客戶端浏覽器發送來的Web請求信息。

　　（2）. 代理服務器程序接收到客戶端Web請求信息後，解析出Web服務器的地址，並創建一個Socket實例，並以此實例連接Web服務器上。

　　（3）. 通過創建的Socket傳送客戶端的Web請求數據包到Web服務器的80端口。

　　（4）. 代理服務器程序接收Web服務器返回頁面數據。

　　（5）. 代理服務器程序把接收來的數據傳送到客戶端，實現Web代理。

　　由於客戶端的對一個地址的浏覽，要傳送很多的Web請求信息，為了更快、更准確的處理這些信息，Web代理服務程序采用了多線程來處理每一個Web請求。細心的讀者可能會發現，處理每一個客戶端的Web請求信息，代理服務器軟件都要使用二個Socket，一個是用來接收/傳送客戶機的信息，一個是和Web服務器進行交流。為了區分這二個Socket，我們把他們都命名，和服務器對話的Socket，稱為服務Socket；和客戶端機器對話的Scoket，稱為客戶Socket。

　　下面就開始Web代理服務程序的編寫工作。

　　這個示例主要包含三個部分內容：

　　·創建一個Web代理類。

　　·Web代理服務的類的實例化。

　　·如何通過這個Web代理類的實例實現Web代理服務。

　　下面就是第一部分的具體的實現步驟。

　　（一）.創建一個Web代理類

　　以下是具體的操作步驟如下：

　　1. 首先啟動Visual Studio .Net，依次選擇"文件"、"新建"、"項目"菜單後，在彈出"新建項目"對話框中將"項目類型"設置為"Visual C#項目"，將"模板"設置為"Windows應用程序"，在"名稱"文本框中輸入"WebProxy"，在"位置"的文本框中輸入"E:\VS.NET項目"，然後單擊"確定"按鈕。這樣在"E:\VS.Net項目"目錄中就創建了一個新名稱為"WebProxy"文件夾，裡面存放的就是"WebProxy"的項目文件。

　　2. 選擇菜單【項目】|【添加類】，彈出【添加新項】對話框

　　3. 將【模板】設置【類】

　　4. 在【名稱】文本框中輸入【Proxy】，單擊【打開】按鈕，具體如圖02所示。

圖02：Web代理項目中【添加新項】對話框

　　5. 在【解決方案資源管理器】窗口中，雙擊Proxy.cs文件，進入Proxy.cs文件的編輯界面。

　　6. 在Proxy.cs源文件的開頭，添加下列代碼，下列代碼是導入Proxy.cs中要使用到的命名空間：

using System ;
using System.Net ;
using System.Net.Sockets ;
using System.Text ;
using System.IO ;　　7. 用下列構造函數替代默認的構造函數。下面的代碼是在Proxy類中創建一個構造函數。 Proxy類只有一個構造函數，並且這個構造函數只有一個參數，這個參數是Socket對象，它主要用來和客戶端進行數據交換，是一個客戶Socket.。

public Proxy ( Socket socket )
{
　//
　// TODO: 在此處添加構造函數邏輯
　//
　this.clIEntSocket = socket ;
}
　　8. 創建Proxy類中的Run方法，Run方法是Proxy類中唯一的方法。其功能是從客戶端接收HTTP請求，並傳送到Web服務器，然後從Web服務器接收反饋來的數據，並傳送到客戶端。為了實現這二個不同方面的數據傳送，Run方法中是通過二個Socket實例來實現的。在編寫Run方法的時候，要注意下面幾點：

　　（1）. 由於HTTP是TCP/IP參考模型中的應用層協議，它建立於TCP協議之上，所以創建的Socket實例使用的協議類型應該為TCP協議。下面代碼是創建可以傳送HTTP請求命令到Web服務器和接收來自Web服務器反饋來信息的Socket實例：

Socket IPsocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream,ProtocolType.Tcp);
　　（2）. 另外一個Socket是在代理服務程序偵聽端口號，接收掛起的連接請求時候得到的，以此Socket為參數，利用Proxy類中的構造函數，來創建一個Proxy實例的。此Socket實現從客戶端接收HTTP請求信息，並傳送數據到客戶端。

　　Socket創建和使用是實現Web代理軟件的關鍵，具體實現方法是在構造函數代碼後面，輸入下列代碼，創建Proxy類的Run方法：

public void Run ( )
{
　string clIEntmessage = " " ;
　//存放來自客戶端的HTTP請求字符串
　string URL = " " ;
　//存放解析出地址請求信息
　int bytes = ReadMessage ( read , ref clientSocket , ref clIEntmessage ) ;
　if ( bytes == 0 )
　{
　　return ;
　}

　int index1 = clIEntmessage.IndexOf ( ' ' ) ;
　int index2 = clIEntmessage.IndexOf ( ' ' , index1 + 1 ) ;
　if ( ( index1 == -1 ) || ( index2 == -1 ) )
　{
　　throw new IOException ( ) ;
　}
　string part1 = clIEntmessage.Substring ( index1 + 1 , index2 - index1 ) ;
　int index3 = part1.IndexOf ( '/' , index1 + 8 ) ;
　int index4 = part1.IndexOf ( ' ' , index1 + 8 ) ;
　int index5 = index4 - index3 ;
　URL = part1.Substring ( index1 + 4 , ( part1.Length - index5 ) - 8 ) ;

　try
　{
　　IPHostEntry IPHost = Dns.Resolve ( URL ) ;
　　Console.WriteLine ( "遠程主機名： " + IPHost.HostName ) ;
　　string [] aliases = IPHost.Aliases ;
　　IPAddress[] address = IPHost.AddressList ;
　　Console.WriteLine ( "Web服務器IP地址：" + address[0] ) ;
　　//解析出要訪問的服務器地址
　　IPEndPoint ipEndpoint = new IPEndPoint ( address[0] , 80 ) ;
　　Socket IPsocket = new Socket ( AddressFamily.InterNetwork , SocketType.Stream , ProtocolType.Tcp ) ;
　　//創建連接Web服務器端的Socket對象
　　IPsocket.Connect ( ipEndpoint ) ;
　　//Socket連Web接服務器
　　if ( IPsocket.Connected )
　　　Console.WriteLine ( "Socket 正確連接！" ) ;
　　string GET = clIEntmessage ;
　　Byte[] ByteGet = ASCII.GetBytes ( GET ) ;
　　IPsocket.Send ( ByteGet , ByteGet.Length , 0 ) ;
　　//代理訪問軟件對服務器端傳送HTTP請求命令
　　Int32 rBytes = IPsocket.Receive ( RecvBytes , RecvBytes.Length , 0 ) ;
　　//代理訪問軟件接收來自Web服務器端的反饋信息
　　Console.WriteLine ( "接收字節數：" + rBytes.ToString ( ) ) ;
　　String strRetPage = null ;
　　strRetPage = strRetPage + ASCII.GetString ( RecvBytes , 0 , rBytes ) ;
　　while ( rBytes > 0 )
　　{
　　　rBytes = IPsocket.Receive ( RecvBytes , RecvBytes.Length , 0 ) ;
　　　strRetPage = strRetPage + ASCII.GetString ( RecvBytes , 0 , rBytes ) ;
　　}
　　IPsocket.Shutdown ( SocketShutdown.Both ) ;
　　IPsocket.Close ( ) ;
　　SendMessage ( clIEntSocket , strRetPage ) ;
　　//代理服務軟件往客戶端傳送接收到的信息
　}
　catch ( Exception exc2 )
　{
　　Console.WriteLine ( exc2.ToString ( ) ) ;
　}
}
//接收客戶端的HTTP請求數據
private int ReadMessage ( byte [ ] ByteArray , ref Socket s , ref String clIEntmessage )
{
　int bytes = s.Receive ( ByteArray , 1024 , 0 ) ;
　string messagefromclIEnt = Encoding.ASCII.GetString ( ByteArray ) ;
　clientmessage = ( String )messagefromclIEnt ;
　return bytes ;
}
//傳送從Web服務器反饋的數據到客戶端
private void SendMessage ( Socket s , string message )
{
　Buffer = new Byte[message.Length + 1] ;
　int length = ASCII.GetBytes ( message , 0 , message.Length , Buffer , 0 ) ;
　Console.WriteLine ( "傳送字節數：" + length.ToString ( ) ) ;
　s.Send ( Buffer , length , 0 ) ;
}
　　9. 在定義Proxy類代碼區中加入下列代碼，下列代碼是定義Proxy類中的使用的一些變量，這些變量主要是在後面的定義Run方法中使用。

Socket clIEntSocket ;
Byte[] read = new byte[1024] ;
//定義一個空間，存儲來自客戶端請求數據包
Byte [] Buffer = null ;
Encoding ASCII = Encoding.ASCII ;
//設定編碼
Byte[] RecvBytes = new Byte[4096] ;
//定義一個空間，存儲Web服務器返回的數據
　　10. 至此，Proxy類的定義過程就完成了。把Proxy類實例化非常簡單，和以前用的其他完全一樣，具體語法如下：

public Proxy ( Socket socket );
　　參數：socket為一個Scoket實例

　　下面代碼是創建一個Proxy實例：

Proxy proxy = new Proxy ( socket ) ;　　（二）. 利用Proxy類，實現Web代理的具體示例：

　　下面是利用上面創建的Proxy類，實現Web代理程序的具體實現步驟，Proxy類被定義在命名空間WebProxy中。

　　1. 在Visual Studio .Net的代碼編輯器中打開Class1.cs文件，進入Class1.cs的代碼編輯界面。

　　2. 在Class1.cs源文件的開頭導入下列命名空間：

using System ;
using System.Net ;
using System.Net.Sockets ;
using System.Text ;
using System.IO ;
using System.Threading ;
using WebProxy ;
//其中命名空間WebProxy是Proxy類所處的位置，具體可以參閱Proxy.cs源文件
//中命名空間的定義。
　　3. 在Main函數中添加下列代碼，下列代碼是利用Proxy類，來實現Web代理程序。

const int port = 8000 ;
//定義端口號
TcpListener tcplistener = new TcpListener ( port ) ;
Console.WriteLine ( "偵聽端口號： " + port.ToString ( ) ) ;
tcplistener.Start ( ) ;
//偵聽端口號
while ( true )
{
　Socket socket = tcplistener.AcceptSocket ( ) ;
　//並獲取傳送和接收數據的Scoket實例
　Proxy proxy = new Proxy ( socket ) ;
　//Proxy類實例化
　Thread thread = new Thread ( new ThreadStart ( proxy.Run ) ) ;
　//創建線程
　thread.Start ( ) ;
　//啟動線程
}
　　保存上面的所有步驟，這樣一個簡單Web代理程序就算是完成了。此Web代理程序偵聽的是8000端口號。

　　（三）.測試Web代碼程序：

　　Web代理程序要通過二台計算機才能夠實現。其中的一台計算機運行Web代理程序，充當Web代理服務器。另外一台計算機充當客戶機，通過Web代理服務器來浏覽網頁。在確定Web代理軟件運行後，下面是對客戶機進行必要的設置。

　　1. 打開IE浏覽器。

　　2. 選擇【工具】|【Internet選項】，彈出【Internet選項】對話框。在此對話框中選擇【連接】頁面，單擊其中的【局域網設置】按鈕。彈出【局域網(LAN)設置】對話框。選擇【為LAN使用代理服務器(X)，(這些設置不會應用於撥號和VPN連接)】多選框。並在其中的【地址】文本框中輸入代理服務器的IP地址，由於測試的代理服務器的IP地址為"10.138.198.213"，所有也輸入此IP地址，在【端口】文本框中輸入"8000"。具體如圖03所示：

圖03：客戶端設定Web代理服務器對話框
　　此時客戶端的設置就完成了，在確定IP地址為"10.138.198.213"的這台計算機已經運行上面介紹的Web代理程序後。打開客戶端的IE浏覽器，並輸入要浏覽的網址，就可以通過Web代理服務器來浏覽網頁了，圖04是Web代理服務程序在服務器端運行時的界面。

圖04：Web代理服務程序在服務器端的運行界面
　　四．總結：

　　至此一個簡單的Web代理服務軟件就算基本完成了，通過上面內容的介紹可見，雖然代理服務的實現原理相對簡單，但具體實現其實還是很繁瑣的。網絡代理是一個內容豐富，實現復雜的論題，本節介紹的代理服務軟件，無論在實現的協議種類，還是實現的功能，都只能算很小的一部分。希望各位能夠通過本文的介紹，結合其他相關的知識，創造出功能更強大、安全性更高，使用更穩定的網絡代理服務程序來。