Theoretische Aspekte

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1 Webserver mit Win32 API Datum: Autor: Michael Hielscher Homepage: Theoretische Aspekte Aufbau eines Webservers Als erstes sollte man im Abschnitt Multithreaded SocketServer nachlesen wie ein Socket Server funktioniert bevor man sich damit beschäftigt wie ein Webserver arbeitet. Der einzige wesentliche Unterschied zwischen dem einfachen SocketServer und einem Webserver ist das send recv Verhalten der Clienten. In diesem Falle entspricht es dem HTTP Protokoll. Um dies zu bewerkstelligen benötigt man etwas Wissen über HTTP: HTTP Request Header Dieser Kopf wird vom Browser an den Server gesendet. Er enthält Informationen darüber welche Seite vom Clienten angefordert wurde, welche Formate von diesem Browser akzeptiert werden und so weiter. Das sieht zum Beispiel so aus: GET /index.html HTTP/1.1 Accept: image/gif, image/jpeg, */* Accept-Language: de Accept-Encoding: gzip, deflate User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1) Host: :80 Connection: Keep-Alive Dabei interessiert uns in erster Linie die erste Zeile. GET gibt an das der Client eine Seite von unserem Server haben möchte. Welche dieser möchte wird durch /index.html angegeben. Dies bedeutet, wir sollten dem Client die Seite index.html im Rootverzeichniss unseres Servers zurückgeben. (Ob wir das machen ist dabei uns überlassen - wir können theoretisch irgendwas zurückschicken was wir gerade für passend halten.) Die Antwort auf diesen HTTP Request Header muß wiederum mit einem HTTP Response Header angeführt werden: HTTP Response Header Diesen Kopf müssen wir selbst als Antwort generieren. Dabei ist zu beachten das immer erst ein solcher Kopf an den Clienten zurückgesendet werden muß. Gefolgt wird dieser von einer Leerzeile und dann erst die eigentlichen Daten die im Webbrowser des Clienten angezeigt werden sollen. Ein solcher Respons Header schaut wie folgt aus (in minimaler Form): HTTP/ OK Content-Length: 394 Content-Type: text/html... html Text... In der ersten Zeile geben wir den Status aus: HTTP/1.1 ist das Protokoll welches wir verwenden. 200 ist der Statuscode für die Anfrage. 200 heißt dabei alles in Ordnung Seite gefunden. Deshalb auch das OK dahinter - kann man auch teilweise weg lassen aber wir schreiben es mal der Ordnung halber mit

2 hin. Content-Length: 394 gibt an wie viele Byte an Daten wir schicken. Diese Zahl müssen wir vor dem Schicken ausrechnen lassen. Dabei wird der Response Header nicht mitgerechnet sondern nur die reinen Daten. Content-Type: text/html sagt dem Browser welche Art von Daten wir senden. Zum Beispiel wäre auch image/jpeg möglich wenn man ein Bild schicken möchte. Um den Header abzuschließen folgt die wichtige Leerzeile erst dann die Daten. Damit hätten wir eigentlich alle Theorie zusammen und können uns der praktischen Umsetzung widmen. Ich beziehe mich hier auf das SocketServer Modell welches im passenden Abschnitt nachzulesen ist. Praktische Umsetzung in C++ Allgemein Ich beschränke mich hier auf die ClientThreadFunc Funktion und werde auf den Rest nicht weiter eingehen da dieser an anderer Stelle schon beschrieben wurde. Einige Hilfsfunktionen die ich hier beschreiben werde würden ausgezeichnet in einer Class Platz finden. Ich werde aber auf Klassen verzichten da dies zu C++ spezifisch werden würde und der Code ja auch in andere Programmiersprachen möglichst portabel sein soll. Umsetzung ClientThreadFunc(...) aus dem SocketServer Beispiel: // Wir senden ein Hallo Welt an den Clienten // char* Text = "Hallo Welt!\n"; send(data->socket,text,strlen(text),0); Als erstes schreiben wir mal eine Hilfsfunktion die es uns erlaubt eine Zeile Text zu empfangen und eine zu senden. void SendLine (SOCKET s, char* Buffer){ send(s,buffer,strlen(buffer),0); // Sendet das Enter um die Zeile zu beenden // send(s,"\r\n",2,0); bool RecvLine (SOCKET s, char* Buffer, int MaxSize){ char c = 0; int pos = 0; while (c!= '\n' && pos < MaxSize-1){ int result = recv(s,&c,1,0); if(result == SOCKET_ERROR result == 0) return false; Buffer[pos] = c; pos++; Buffer[pos] = 0; // Termination return true; Damit haben wir uns das weitere Arbeiten schon mal um einiges erleichtert. Da RecvLine einen Buffer braucht in das es die Empfangenen Daten schreiben soll, legen wir noch einen Char Buffer in user

3 AClient Struktur an. Auserdem legen wir uns noch einen String an in dem wir uns später die angeforderte Seite merken wollen: struct AClient { SOCKET Socket; // Socket auf welchem wir arbeiten HANDLE ThreadHandle; // der mit diesem Client verbundene Thread char Buffer[1024]; // Text Buffer char RequestSite [256]; ; Nun können wir den Request Header vom Clienten Zeile für Zeile empfangen und auswerten: while (RecvLine(Data->Socket,Data->Buffer,1024)) { // Prüfen ob wir die erste Zeile haben und die // // angeforderte Seite herausziehen // sscanf(data->buffer, "GET %s HTTP/1.", Data->RequestSite); // Solange empfangen bis eine Leerzeile kommt // if(strcmp (Data->Buffer,"\r\n") == 0 strcmp (Data->Buffer,"\n") == 0) break; // Sende Response Header // SendLine(Data->Socket,"HTTP/ OK"); SendLine(Data->Socket,"Content-Type: text/plain"); SendLine(Data->Socket,""); // Sende Daten an Client // SendLine(Data->Socket,"Du hast folgende Seite angefordert:"); SendLine(Data->Socket,Data->RequestSite); Damit sieht man bereits wie einfach das ganze ist. Die Content-Length haben wir nicht berechnet da es für einfaches HTML und Plain Text nicht absolut notwendig ist. Besser wäre es natürlich damit der Browser weis wie lang das File ist. Das auswerten der RequestSite, das Öffnen einer entsprechenden Datei und deren Übertragung ist dabei nichts besonderes. Einfach über iostreams oder ähnliches eine Datei öffnen und dann in einer Schleife alles mit SendLine rausschicken - fertig. Bilder und andere Binäre Daten sollten dabei lieber ohne SendLine verschickt werden, da es ja eine große Zeile ist. Mit einfacher Dateiausgabe würde das ganze dann etwa so aussehen: #include <windows.h> #include <stdio.h> unsigned short PORT = 80; // Server Port bool IS_SERVER_RUNNING = true; bool PROGRAM_IS_RUNNING = true; struct AClient { SOCKET Socket; // Socket auf welchem wir arbeiten HANDLE ThreadHandle; // der mit diesem Client verbundene Thread char Buffer[1024]; // Text Buffer char RequestSite [256]; ;

4 void SendLine (SOCKET s, char* Buffer){ send(s,buffer,strlen(buffer),0); // Sendet das Enter um die Zeile zu beenden // send(s,"\r\n",2,0); bool RecvLine (SOCKET s, char* Buffer, int MaxSize){ char c = 0; int pos = 0; while (c!= '\n' && pos < MaxSize-1){ int result = recv(s,&c,1,0); if(result == SOCKET_ERROR result == 0) return false; Buffer[pos] = c; pos++; Buffer[pos] = 0; // Termination return true; while (RecvLine(Data->Socket,Data->Buffer,1024)) { // Prüfen ob wir die erste Zeile haben und die // // angeforderte Seite herausziehen // sscanf(data->buffer, "GET /%s HTTP/1.", Data->RequestSite); // Alles Sammeln bis eine Leerzeile kommt // if(strcmp (Data->Buffer,"\r\n") == 0 strcmp (Data->Buffer,"\n") == 0) break; // Sende Response Header // SendLine(Data->Socket,"HTTP/ OK"); SendLine(Data->Socket,"Content-Type: text/plain"); SendLine(Data->Socket,""); // Sende Daten an Client // SendLine(Data->Socket,"Du hast folgende Seite angefordert:"); SendLine(Data->Socket,Data->RequestSite); FILE* MyFile; MyFile = fopen(data->requestsite, "rt"); if(myfile!= NULL) while (fgets(data->buffer, 1024, MyFile)!= NULL) send(data->socket,data->buffer,strlen(data->buffer),0); void CreateClient(SOCKET Sock) { AClient* Data = new AClient[1]; unsigned long ID = 0; HANDLE Handle = 0; Handle = CreateThread(NULL,0,ClientThreadFunc,(void*)Data,CREATE_SUSPENDED,&ID); Data->ThreadHandle = Handle; Data->Socket = Sock; ResumeThread(Handle); DWORD WINAPI ServerThreadFunc( LPVOID param ) {

5 sockaddr Addr; SOCKET ServerSocket = 0; SOCKET ActClient = 0; // Socket erstellen // ServerSocket = socket(pf_inet,sock_stream,ipproto_tcp); // Adresse an die wir den Socket binden wollen festlegen // memset(&addr,0,sizeof(sockaddr)); Addr.sa_family = AF_INET; unsigned short temp = htons(port); memcpy(&addr.sa_data[0],&temp,sizeof(unsigned short)); // Binden des Sockets an die Adreese (Port) // bind(serversocket,&addr,sizeof(addr)); // Socket auf listen schalten // listen(serversocket,somaxconn); // Auf Clienten warten // while(is_server_running){ ActClient = accept(serversocket,null,null); if(actclient == INVALID_SOCKET) continue; CreateClient(ActClient); // Signal zum Beenden des gesamten Programms // PROGRAM_IS_RUNNING = false; int main () { // Windows mitteilen das wir Sockets benutzen wollen // WSADATA WsaData; WSAStartup(0x101,&WsaData); unsigned long ThreadID = 0; HANDLE ThreadHandle = 0; ThreadHandle = CreateThread(NULL,0,ServerThreadFunc,NULL,CREATE_SUSPENDED,&ThreadID) ResumeThread(ThreadHandle); // Programm wartet bis Thread fertig ist // // Hier könnte alles mögliche Andere verarbeitet werden // while (PROGRAM_IS_RUNNING) Sleep(1); // wieder aufräumen // WSACleanup();

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