C#網絡編程之十二——實現Web代理功能


　　代理服務程序是一種廣泛使用的網絡應用程序。代理程序的種類非常多，根據協議不同可以分成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。本文將介紹的Web代理服務程序代理的是HTTP協議。
　　一、網絡代理程序的優點
　　代理服務所起的是一個橋的作用，它是網絡信息的中轉站。在網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。在局域網中，一般對外的IP地址都是非常有限的，為了保證局域網內部的主機都能夠訪問互聯網資源，通過網絡代理就可以實現。
　　（2）能夠保證網絡安全。網絡代理可以充當內部網和互聯網之間的防火墻，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。由于所有對外網的請求都是通過代理服務器實現的，所以目的主機只能知道代理服務器的IP地址。
　　（4）提高網絡速度。通常代理服務器都設有一個較大的硬盤緩沖區，它存儲界數據，當你再訪問相同的數據時，則可以直接從緩沖區中取出信息，從而提高訪問速度。
　　二、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、最靈活的代理標準協議。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。本節后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。
　　正如上面所說，網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。要實現這種橋的功能，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）接收并解析客戶端的請求。
　　（2）創建到服務器的新連接，并轉發客戶端的請求信息。
　　（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。
　　圖1是網絡代理服務的一個典型模型圖：

　　
　　網絡代理雖然有很多優點，但由于使用代理后，自己對網絡的所有請求都是通過代理服務器這個中間人來實現的，所以有可能碰上存有惡意的人監聽你的輸入的內容。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速。
總而言之，使用代理有利有弊，使用者要根據自身的情況來決定。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Web代理服務程序
　　經過了上面的介紹，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Web代理服務。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，并創建一個Socket實例，并以此實例連接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）接收Web服務器返回的頁面數據。
　　（5）把接收來的數據傳送到客戶端，從而實現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Web代理服務程序的編寫工作。這個實例包含三個部分內容：
　　1.創建一個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Web代理服務。
　　（一）創建一個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，具體如圖2所示：
　　
　　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，并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 ;
　　}

[page_break]　　8.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
　　9.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，并傳送到Web服務器，然后從Web服務器接收反饋來的數據，并傳送到客戶端。為了實現這二個不同方面的數據傳送，Run方法中是通過兩個Socket實例來實現的。在編寫Run方法的時候，要注意下面兩點：
　　（1）由于HTTP建立于TCP協議之上，所以創建的Socket實例應該使用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，接收連接請求時候得到的，所以應該以此Socket為參數，利用Proxy類中的構造函數來創建一個Proxy實例。此Socket實現從客戶端接收HTTP請求信息，并傳送數據到客戶端。
　　Socket創建和使用是實現Web代理軟件的關鍵。在構造函數代碼后面，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);
　　}
　　至此，Proxy類的定義過程就完成了。