淺談C#實現(xiàn)Web代理服務器的幾大步驟
代理服務程序是一種廣泛使用的網(wǎng)絡應用程序。代理程序的種類非常多，根據(jù)協(xié)議不同可以分成HTTP代理服務程序、FTP代理服務程序等，而運行代理服務程序的服務器也就相應稱為HTTP代理服務器和FTP代理服務器。本文將介紹用C#的Web代理服務程序代理的是HTTP協(xié)議。
一、網(wǎng)絡代理程序的優(yōu)點
代理服務所起的是一個橋的作用，它是網(wǎng)絡信息的中轉(zhuǎn)站。在網(wǎng)絡中應用代理服務一般是基于以下幾個原因：
（1）充分利用IP地址資源。在局域網(wǎng)中，一般對外的IP地址都是非常有限的，為了保證局域網(wǎng)內(nèi)部的主機都能夠訪問互聯(lián)網(wǎng)資源，通過網(wǎng)絡代理就可以實現(xiàn)。
（2）能夠保證網(wǎng)絡安全。網(wǎng)絡代理可以充當內(nèi)部網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)之間的防火墻，通過過濾IP地址，限定某些IP地址對外部資源的訪問。
（3）能夠有效地隱藏自己的IP地址和主機名。由于所有對外網(wǎng)的請求都是通過代理服務器實現(xiàn)的，所以目的主機只能知道代理服務器的IP地址。
（4）提高網(wǎng)絡速度。通常代理服務器都設有一個較大的硬盤緩沖區(qū)，它存儲界數(shù)據(jù)，當你再訪問相同的數(shù)據(jù)時，則可以直接從緩沖區(qū)中取出信息，從而提高訪問速度。
二、網(wǎng)絡代理的類型及實現(xiàn)原理
網(wǎng)絡代理服務根據(jù)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(xié)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(xié)議支持。如果協(xié)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(jiān)聽特定TCP或UDP端口，接收客戶端的請求同時向客戶端發(fā)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、最靈活的代理標準協(xié)議。SOCK V4允許代理服務器內(nèi)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(jié)后面介紹的代理是一種應用層上面的代理，所代理的協(xié)議是HTTP，也就是經(jīng)常見到的Web代理服務器。
正如上面所說，網(wǎng)絡代理就是一個連接客戶端（需要代理的計算機）和服務器端（提供訪問資源的服務器）的橋。要實現(xiàn)這種橋的功能，網(wǎng)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）接收并解析客戶端的請求。
（2）創(chuàng)建到服務器的新連接，并轉(zhuǎn)發(fā)客戶端的請求信息。
（3）接收服務器反饋的信息。
（4）解釋服務器的響應并將該響應傳回給客戶端。
網(wǎng)絡代理雖然有很多優(yōu)點，但由于使用代理后，自己對網(wǎng)絡的所有請求都是通過代理服務器這個中間人來實現(xiàn)的，所以有可能碰上存有惡意的人監(jiān)聽你的輸入的內(nèi)容。同樣，如果選擇的代理服務器的帶寬比較小，使用代理還會降低網(wǎng)速。
總而言之，使用代理有利有弊，使用者要根據(jù)自身的情況來決定。但無論如何，選擇一個好的代理服務器是非常重要的。
三、C#實現(xiàn)Web代理服務器程序
經(jīng)過了上面的介紹，我想大家對代理服務應該有了一個基本的認識，下面就讓我們通過一個實例來深入體會一下如何用C#實現(xiàn)Web代理服務器。Web代理服務的功能順序是這樣的：
（1）偵聽端口，等待客戶端瀏覽器發(fā)送來的Web請求信息。
（2）接收到客戶端Web請求信息后，解析出目標Web服務器的地址，并創(chuàng)建一個Socket實例，并以此實例連接Web服務器上。
（3）通過創(chuàng)建的Socket傳送客戶端的Web請求數(shù)據(jù)包到Web服務器的80端口。
（4）接收Web服務器返回的頁面數(shù)據(jù)。
（5）把接收來的數(shù)據(jù)傳送到客戶端，從而實現(xiàn)Web代理。
客戶端對某個Web地址的瀏覽，可能要傳送很多的Web請求信息（比如網(wǎng)頁中的圖像、Flash等），為了更快更準確地處理這些信息，Web代理服務程序通常采用多線程來處理每一個Web請求。細心的讀者可能會發(fā)現(xiàn)，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(qū)分這二個Socket，我們把和服務器對話的稱為“服務Socket”，和客戶端機器對話的稱為“客戶Socket”。
下面就開始C#實現(xiàn)Web代理服務器的編寫工作。這個實例包含三個部分內(nèi)容：
1.創(chuàng)建一個Web代理類。
2.Web代理服務的類的實例化。
3.如何通過這個Web代理類的實例實現(xiàn)Web代理服務。
（一）創(chuàng)建一個Web代理類
具體操作步驟如下：
1.啟動Visual Studio.Net，依次選擇“文件”、“新建”、“項目”菜單后，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”文本框中輸入“E:VS.NET項目”，然后單擊“確定”按鈕，這樣項目便建立好了。
2.依次選擇菜單“項目”、“添加類”，將彈出“添加新項”對話框。
3.將“模板”設置為“類”。
4.在“名稱”文本框中輸入“Proxy”，單擊“打開”按鈕
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
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(shù)替代默認的構造函數(shù)。下面的代碼是在Proxy類中創(chuàng)建一個構造函數(shù)。Proxy類只有一個構造函數(shù)，并且這個構造函數(shù)只有一個參數(shù)，這個參數(shù)是Socket對象，它主要用來和客戶端進行數(shù)據(jù)交換，是一個“客戶Socket”：
- public Proxy(Socket socket)
- {
- //
- // TODO: 在此處添加構造函數(shù)邏輯
- //
- this.clientSocket = socket ;
- }
8.在定義Proxy類代碼區(qū)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，這些變量主要是在后面的定義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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)
9.創(chuàng)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，并傳送到Web服務器，然后從Web服務器接收反饋來的數(shù)據(jù)，并傳送到客戶端。為了實現(xiàn)這二個不同方面的數(shù)據(jù)傳送，Run方法中是通過兩個Socket實例來實現(xiàn)的。在編寫Run方法的時候，要注意下面兩點：
（1）由于HTTP建立于TCP協(xié)議之上，所以創(chuàng)建的Socket實例應該使用TCP協(xié)議。下面代碼是創(chuàng)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，接收連接請求時候得到的，所以應該以此Socket為參數(shù)，利用Proxy類中的構造函數(shù)來創(chuàng)建一個Proxy實例。此Socket實現(xiàn)從客戶端接收HTTP請求信息，并傳送數(shù)據(jù)到客戶端。
Socket創(chuàng)建和使用是實現(xiàn)Web代理軟件的關鍵。在構造函數(shù)代碼后面，輸入下列代碼：
- 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(chuàng)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(jié)數(shù)：" + rBytes.ToString());
- String strRetPage = null;
- strRetPagestrRetPage = strRetPage + ASCII.GetString(RecvBytes, 0, rBytes);
- while (rBytes > 0)
- {
- rBytes = IPsocket.Receive(RecvBytes, RecvBytes.Length, 0);
- strRetPagestrRetPage = 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)
- }
//接收客戶端的HTTP請求數(shù)據(jù)
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(shù)據(jù)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(jié)數(shù)：" + length.ToString());
s.Send(Buffer, length, 0);
}
至此，Proxy類的定義過程就完成了。
（二）利用Proxy類，實現(xiàn)Web代理
下面是利用Proxy類實現(xiàn)Web代理程序的具體實現(xiàn)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;
3.在Main函數(shù)中添加下列代碼，下列代碼是利用Proxy類，來實現(xiàn)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();
- //并獲取傳送和接收數(shù)據(jù)的Scoket實例
- Proxy proxy = new Proxy(socket);
- //Proxy類實例化
- Thread thread = new Thread(new ThreadStart(proxy.Run));
- //創(chuàng)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代理程序要通過二臺計算機才能夠?qū)崿F(xiàn)，其中的一臺計算機運行Web代理程序充當Web代理服務器，另外一臺計算機充當客戶機，通過Web代理服務器來瀏覽網(wǎng)頁。在確定Web代理軟件運行后，需要對客戶機進行進行必要的設置：
1.打開IE瀏覽器。
2.依次選擇“工具”、“Internet選項”，在彈出的“Internet選項”對話框中選擇“連接”頁面，單擊其中的“局域網(wǎng)設置”按鈕，在彈出的“局域網(wǎng)(LAN)設置”對話框，選擇“為LAN使用代理服務器(X)，(這些設置不會應用于撥號和VPN連接)”多選框，并在其中的“地址”文本框中輸入代理服務器的IP地址，比如“10.138.198.213”，在“端口”文本框中輸入“8000”。
此時客戶端的設置就完成了。在確定IP地址為“10.138.198.213”的這臺計算機已經(jīng)運行上面介紹的Web代理程序后，打開客戶端的IE瀏覽器，并輸入要瀏覽的網(wǎng)址，就可以通過Web代理服務器來瀏覽網(wǎng)頁了。
四、C#實現(xiàn)Web代理服務器總結
至此一個簡單的C#實現(xiàn)Web代理服務器軟件就算基本完成了。雖然Web代理服務器的實現(xiàn)原理相對簡單，但具體實現(xiàn)還是很繁瑣的。網(wǎng)絡代理是一個內(nèi)容豐富，實現(xiàn)復雜的論題，本節(jié)介紹的代理服務軟件，無論在實現(xiàn)的協(xié)議種類，還是實現(xiàn)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(chuàng)造出功能更強大、安全性更高，使用更穩(wěn)定的網(wǎng)絡代理服務程序來。
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