这篇文章讨论了如何使用C#开发一个简单的web服务器应用程序。尽管我们可以使用任何一种支持.NET的编程语言开发，但我选择了C#。本篇文章中的代码是使用微软的β2版的Visual C# Compiler Version 7.00.9254 [CLR version v1.0.2914]编译通过的，对代码作一些小的改动后，使用β1版也可能编译通过。该web服务器应用程序能够与IIS或其他任何web服务器软件同时在一台服务器上运行，只要为它指定一个空闲的端口即可。在本篇文章中，我还假定读者对.NET、C#或Visual Basic .Net有一定的了解。 
该web服务器应用程序能够向浏览器返回HTML格式的文件，而且支持图像，它不加载嵌入式图像或支持任何一种脚本语言。为了简单起见，我将它开发成一个命令行应用程序。 
准备工作 
首先，我们需要为这个web服务器应用程序定义一个根文件夹，例如，C:\MyPersonalwebServer，然后在该要根目录下创建一个数据目录，例如，C:\MyPersonalwebServer\Data；最后在数据目录下创建三个文件，例如： 

Mimes.Dat 
Vdirs.Dat 
Default.Dat 

Mime.Dat中将包含该web服务器支持的MIME类型，其格式为<扩展名>; ，例如： 

.html;text/html 
.htm;text/html 
.bmp;image/bmp 

VDirs.Dat中包含有虚拟目录的信息，格式为; <物理目录>，例如： 

/; C:\myWebServerRoot/ 
test/; C:\myWebServerRoot\Imtiaz\ 

Default.Dat中包含有虚拟目录中文件的信息，例如： 

default.html 
default.htm 
Index.html 
Index.htm 

为简单起见，我们将使用文本文件存储所有的信息，但我们也可以使用XML等其他的格式。在开始研究代码之前，我们先来看一下在登录网站时浏览器需要传递的头部信息。 
我们以请求test.html为例进行说明。在浏览器的地址栏输入http://localhost:5050/test.html（记住，需要在URL中包括端口号），服务器将得到下面的信息： 
</DRIVE:\PHYSICALDIR> 
GET /test.html HTTP/1.1

Accept: image/gif, image/x-xbitmap, image/jpeg, image/pjpeg, application/vnd.ms-powerpoint, application/vnd.ms-excel, application/msword, */*

Accept-Language: en-usAccept-Encoding: gzip, deflate

User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.5; Windows NT 4.0; .NET CLR 1.0.2914)

Host: localhost:5050Connection: Keep-Alive 

开始编程

namespace Imtiaz 
{
using System;
using System.IO;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading ;

class MyWebServer 
{
private TcpListener myListener ;
private int port = 5050 ; // 可以任意选择空闲的端口
//生成TcpListener的构建器开始监听给定的端口，它还启动调用StartListen()方法的一个线程

public MyWebServer()
{
try
{
//开始监听给定的端口
myListener = new TcpListener(port) ;
myListener.Start();
Console.WriteLine("Web Server Running... Press ^C to Stop...");

//启动调用StartListen方法的线程
Thread th = new Thread(new ThreadStart(StartListen));
th.Start() ; 

}

catch(Exception e)

{

Console.WriteLine("An Exception Occurred while Listening :" +e.ToString());
}

} 

我们定义了名字空间，包括应用程序必需的引用，初始化了构建器中的端口，启动了端口监听进程，创建了一个新的线程调用startlisten函数。 

我们假设用户没有在URL中提供文件名，在这种情况下我们必须自己确定缺省的文件名，并将它返回给浏览器，就象在IIS中的文档标签中定义缺省的文档那样。 

我们已经在default.dat中存储了缺省的文件名，并将文件存储在了数据目录中。GetTheDefaultFileName函数将目录路径作为输入参数，打开default.dat文件，在目录中查找文件，根据是否找到了文件返回文件名或一个空格。 

public string GetTheDefaultFileName(string sLocalDirectory)
{
StreamReader sr;
String sLine = "";
try
{
//打开default.dat，获得缺省清单
sr = new StreamReader("data\Default.Dat");
while ((sLine = sr.ReadLine()) != null)
{
//在web服务器的根目录下查找缺少文件
if (File.Exists( sLocalDirectory + sLine) == true)
break;
}
}
catch(Exception e)
{
Console.WriteLine("An Exception Occurred : " + e.ToString());
}
if (File.Exists( sLocalDirectory + sLine) == true)
return sLine;
else
return "";
} 

象在IIS中那样，我们必须将虚拟目录解析为物理目录。在Vdir.Dat中，我们已经存储了实际的物理目录和虚拟目录之间的映像关系。需要记住的是，在任何情况下，文件的格式都是重要的。 

public string GetLocalPath(string sMyWebServerRoot, string sDirName)
{
treamReader sr;
String sLine = "";
String sVirtualDir = ""; 
String sRealDir = "";
int iStartPos = 0;

//删除多余的空格
sDirName.Trim();

// 转换成小写
sMyWebServerRoot = sMyWebServerRoot.ToLower();

// 转换成小写
sDirName = sDirName.ToLower();

try
{
//打开Vdirs.dat文件，获得虚拟目录
sr = new StreamReader("data\VDirs.Dat");

while ((sLine = sr.ReadLine()) != null)
{
//删除多余的空格
sLine.Trim();
if (sLine.Length > 0)
{

//找到分割符

iStartPos = sLine.IndexOf(";");

// 转换成小写

sLine = sLine.ToLower();

sVirtualDir = sLine.Substring(0,iStartPos);

sRealDir = sLine.Substring(iStartPos + 1);

if (sVirtualDir == sDirName)

{

break;

}

}

}

}

catch(Exception e)

{

Console.WriteLine("An Exception Occurred : " + e.ToString());

}

if (sVirtualDir == sDirName)

return sRealDir;

else

return "";

}

我们还必须使用用户提供的文件扩展名确定Mime类型。

public string GetMimeType(string sRequestedFile)

{

StreamReader sr;

String sLine = "";

String sMimeType = "";

String sFileExt = "";

String sMimeExt = "";

// 转换成小写

sRequestedFile = sRequestedFile.ToLower();

int iStartPos = sRequestedFile.IndexOf(".");

sFileExt = sRequestedFile.Substring(iStartPos);

try

{

//打开Vdirs.dat文件，获得虚拟目录

sr = new StreamReader("data\Mime.Dat");

while ((sLine = sr.ReadLine()) != null)

{

sLine.Trim();

if (sLine.Length > 0)

{

//找到分割符

iStartPos = sLine.IndexOf(";");

// 转换成小写

sLine = sLine.ToLower();

sMimeExt = sLine.Substring(0,iStartPos);

sMimeType = sLine.Substring(iStartPos + 1);

if (sMimeExt == sFileExt)

break;

}

}

}

catch (Exception e)

{

Console.WriteLine("An Exception Occurred : " + e.ToString());

}

if (sMimeExt == sFileExt)

return sMimeType; 

else

return "";

} 

下面我们来编写建立和向浏览器（客户端）发送头部信息的函数。 

public void SendHeader( string sHttpVersion, 

string sMIMEHeader, 

int iTotBytes, 

string sStatusCode,

ref Socket mySocket)

{

String sBuffer = "";

//如果用户没有提供Mime类型，则将其缺省地设置为text/html

if (sMIMEHeader.Length == 0 )

{

sMIMEHeader = "text/html"; // Default Mime Type is text/html

}

sBuffer = sBuffer + sHttpVersion + sStatusCode + "\r\n";

sBuffer = sBuffer + "Server: cx1193719-b\r\n";

sBuffer = sBuffer + "Content-Type: " + sMIMEHeader + "\r\n";

sBuffer = sBuffer + "Accept-Ranges: bytes\r\n";

sBuffer = sBuffer + "Content-Length: " + iTotBytes + "\r\n\r\n";

Byte[] bSendData = Encoding.ASCII.GetBytes(sBuffer); 

SendToBrowser( bSendData, ref mySocket);

Console.WriteLine("Total Bytes : " + iTotBytes.ToString());

}

SendToBrowser函数向浏览器发送信息，这是一个工作量比较大的函数。

public void SendToBrowser(String sData, ref Socket mySocket)

{

SendToBrowser (Encoding.ASCII.GetBytes(sData), ref mySocket);

}

public void SendToBrowser(Byte[] bSendData, ref Socket mySocket)

{

int numBytes = 0;

try

{

if (mySocket.Connected)

{

if (( numBytes = mySocket.Send(bSendData, bSendData.Length,0)) == -1)

Console.WriteLine("Socket Error cannot Send Packet");

else

{

Console.WriteLine("No. of bytes send {0}" , numBytes);

}

}

else

Console.WriteLine("Connection Dropped....");

}

catch (Exception e)

{

Console.WriteLine("Error Occurred : {0} ", e );

}

}

我们已经有了编写一个互联网服务器应用程序的一些部件，下面我们将讨论互联网服务器应用程序中的关健函数。

public void StartListen()

{

int iStartPos = 0;

String sRequest;

String sDirName;

String sRequestedFile;

String sErrorMessage;

String sLocalDir;

String sMyWebServerRoot = "C:\MyWebServerRoot\";

String sPhysicalFilePath = "";

String sFormattedMessage = "";

String sResponse = "";

while(true)

{

//接受一个新的连接

Socket mySocket = myListener.AcceptSocket() ;

Console.WriteLine ("Socket Type " +mySocket.SocketType ); 

if(mySocket.Connected)

{

Console.WriteLine("\nClient Connected!!\n==================\n

CLient IP {0}\n", mySocket.RemoteEndPoint) ;

//生成一个字节数组，从客户端接收数据

Byte[] bReceive = new Byte[1024] ;

int i = mySocket.Receive(bReceive,bReceive.Length,0) ;

//将字节型数据转换为字符串

string sBuffer = Encoding.ASCII.GetString(bReceive);

//上前我们将只处理GET类型

if (sBuffer.Substring(0,3) != "GET" )

{

Console.WriteLine("Only Get Method is supported..");

mySocket.Close();

return;

}

// 查找HTTP请求

iStartPos = sBuffer.IndexOf("HTTP",1);

// 获取“HTTP”文本和版本号，例如，它会返回“HTTP/1.1”

string sHttpVersion = sBuffer.Substring(iStartPos,8);

//解析请求的类型和目录/文件

sRequest = sBuffer.Substring(0,iStartPos - 1);

//如果存在\符号，则使用/替换

sRequest.Replace("\","/");

//如果提供的文件名中没有/，表明这是一个目录，我们解危需要查找缺省的文件名

if ((sRequest.IndexOf(".") <1) && (!sRequest.EndsWith("/")))

{

sRequest = sRequest + "/"; 

}

//解析请求的文件名

iStartPos = sRequest.LastIndexOf("/") + 1;

sRequestedFile = sRequest.Substring(iStartPos);

//解析目录名

sDirName = sRequest.Substring(sRequest.IndexOf("/"), sRequest.LastIndexOf("/")-3);

上面的代码无须多加解释，它接收用户的请求，将用户的请求由字节型数据转换为字符串型数据，然后查找请求的类型，解析HTTP的版本号、文件和目录信息。

// 确定物理目录

if ( sDirName == "/")

sLocalDir = sMyWebServerRoot;

else

{

//获得虚拟目录

sLocalDir = GetLocalPath(sMyWebServerRoot, sDirName);

}

Console.WriteLine("Directory Requested : " + sLocalDir);

//如果物理目录不存在，则显示出错信息

if (sLocalDir.Length == 0 )

{

sErrorMessage = "<H2>Error!! Requested Directory does not exists</H2><Br>";

//sErrorMessage = sErrorMessage + "Please check data\Vdirs.Dat";

//对信息进行格式化

SendHeader(sHttpVersion, "", sErrorMessage.Length, " 404 Not Found", ref mySocket);

//向浏览器发送信息

SendToBrowser(sErrorMessage, ref mySocket);

mySocket.Close();

continue;

} 

提示：微软的IE浏览器一般情况下总会显示一个比较“友好”一点的HTTP错误网页，如果要显示我们的Web服务器应用程序的错误信息，需要禁用IE中“显示友好HTTP错误信息”的功能，方法是依次点击“工具”->“互联网工具”，然后在其中的“高级”标签中即可以看到该选项。 

如果用户没有提供目录名，Web服务器应用程序会使用GetLocalPath函数获取物理目录的信息，如果目录不存在（或者没有映射为Vdir.Dat中的条目），就会向浏览器发送错误信息。接下来Web服务器应用程序会确定文件名，如果用户没有提供文件名，Web服务器应用程序可以调用GetTheDefaultFileName函数获取文件名，如果有错误发生，则会将错误信息发送到浏览器。 

//如果文件名不存在，则查找缺省文件列表

if (sRequestedFile.Length == 0 )

{

// 获取缺省的文件名

sRequestedFile = GetTheDefaultFileName(sLocalDir);

if (sRequestedFile == "")

{

sErrorMessage = "<H2>Error!! No Default File Name Specified</H2>";

SendHeader(sHttpVersion, "", sErrorMessage.Length, " 404 Not Found", 

ref mySocket);

SendToBrowser ( sErrorMessage, ref mySocket);

mySocket.Close();

return;

}

}

下面我们来识别Mime类型： 

String sMimeType = GetMimeType(sRequestedFile);

//构建物理路径

sPhysicalFilePath = sLocalDir + sRequestedFile;

Console.WriteLine("File Requested : " + sPhysicalFilePath);

最后一个步骤是打开被请求的文件，并将它发送给浏览器。

if (File.Exists(sPhysicalFilePath) == false)

{

sErrorMessage = "<H2>404 Error! File Does Not Exists...</H2>";

SendHeader(sHttpVersion, "", sErrorMessage.Length, " 404 Not Found", ref mySocket);

SendToBrowser( sErrorMessage, ref mySocket);

Console.WriteLine(sFormattedMessage);

}

else

{

int iTotBytes=0;

sResponse ="";

FileStream fs = new FileStream(sPhysicalFilePath, FileMode.Open,FileAccess.Read,

FileShare.Read);

// 创建一个能够从FileStream中读取字节数据的reader

BinaryReader reader = new BinaryReader(fs);

byte[] bytes = new byte[fs.Length];

int read;

while((read = reader.Read(bytes, 0, bytes.Length)) != 0) 

{

// 从文件中读取数据，并将数据发送到网络上

sResponse = sResponse + Encoding.ASCII.GetString(bytes,0,read);

iTotBytes = iTotBytes + read;

}

reader.Close(); 

fs.Close();

SendHeader(sHttpVersion, sMimeType, iTotBytes, " 200 OK", ref mySocket);

SendToBrowser(bytes, ref mySocket);

//mySocket.Send(bytes, bytes.Length,0);

}

mySocket.Close(); 

}

}

}

}

}

编译和执行

可以使用下图所示的命令编译我们的Web服务器应用程序： 

在我使用的.NET开发工具中，无须指定任何库的名字，在较老版本的.NET开发工具中，可能会需要使用/r参数添加对dll库文件的引用。 

要运行该Web服务器应用程序，只要如下图那样输入程序的名字，并按回车键即可。 

Now, let say user send the request, our web server will identify the default file name and sends to the browser. 

现在，我们假设用户发送了请求，我们的Web服务器应用程序将会决定使用缺省的文件，并将它返回给浏览器。如下图所示： 

当然了，用户也可以请求图像文件 

可能的改进

WebServer仍然有许多地方可以加以改进。它不支持嵌入式图像和脚本，读者可以自己编写ISAPI过滤器，也可以使用IIS ISAPI过滤器。 

结束语 

本篇文章展示了开发Web服务器的基本原理，我们仍然可以对文章中的Web服务器应用程序进行许多改进，希望它能够起到抛砖引玉的作用，对读者有所启迪。