用C#实现WEB代理服务器

用C#实现Web代理服务器

代理服务程序是一种广泛使用的网络应用程序。代理程序的种类非常多，根据协议不同可以分成HTTP代理服务程序、FTP代理服务程序等，而运行代理服务程序的服务器也就相应称为HTTP代理服务器和FTP代理服务器。本文将介绍的Web代理服务程序代理的是HTTP协议。

　　一、网络代理程序的优点

　　代理服务所起的是一个桥的作用，它是网络信息的中转站。在网络中应用代理服务一般是基于以下几个原因：

　　（1）充分利用IP地址资源。在局域网中，一般对外的IP地址都是非常有限的，为了保证局域网内部的主机都能够访问互联网资源，通过网络代理就可以实现。
　　（2）能够保证网络安全。网络代理可以充当内部网和互联网之间的防火墙，通过过滤IP地址，限定某些IP地址对外部资源的访问。
　　（3）能够有效地隐藏自己的IP地址和主机名。由于所有对外网的请求都是通过代理服务器实现的，所以目的主机只能知道代理服务器的IP地址。
　　（4）提高网络速度。通常代理服务器都设有一个较大的硬盘缓冲区，它存储界数据，当你再访问相同的数据时，则可以直接从缓冲区中取出信息，从而提高访问速度。

　　二、网络代理的类型及实现原理

　　网络代理服务根据工作层次，一般可分为应用层代理、传输层代理和SOCKS代理。应用层代理是工作在TCP/IP参考模型的应用层之上，它支持对应用层协议（如HTTP、FTP）的代理。它提供的控制最多，但是不灵活，必须要有相应的协议支持。如果协议不支持代理（如SMTP和POP），那就只能在应用层以下代理，也即传输层代理。传输层代理直接与TCP层交互，更加灵活。要求代理服务器具有部分真正服务器的功能：监听特定TCP或UDP端口，接收客户端的请求同时向客户端发出相应的响应。另一种代理需要改变客户端的IP栈，即SOCKS代理。它是可用的最强大、最灵活的代理标准协议。SOCK V4允许代理服务器内部的客户端完全地连接到外部的服务器，SOCK V5增加了对客户端的授权和认证，因此它是一种安全性较高的代理。本节后面介绍的代理是一种应用层上面的代理，所代理的协议是HTTP，也就是经常见到的Web代理。

　　正如上面所说，网络代理就是一个连接客户端（需要代理的计算机）和服务器端（提供访问资源的服务器）的桥。要实现这种桥的功能，网络代理就必须满足下列条件，其实也是代理服务的运行的流程：

　　（1）接收并解析客户端的请求。
　　（2）创建到服务器的新连接，并转发客户端的请求信息。
　　（3）接收服务器反馈的信息。
　　（4）解释服务器的响应并将该响应传回给客户端。

　　图1是网络代理服务的一个典型模型图：

　　
　　网络代理虽然有很多优点，但由于使用代理后，自己对网络的所有请求都是通过代理服务器这个中间人来实现的，所以有可能碰上存有恶意的人监听你的输入的内容。同样，如果选择的代理服务器的带宽比较小，使用代理还会降低网速。

　　总而言之，使用代理有利有弊，使用者要根据自身的情况来决定。但无论如何，选择一个好的代理服务器是非常重要的。

三、C#实现Web代理服务程序

　　经过了上面的介绍，我想大家对代理服务应该有了一个基本的认识，下面就让我们通过一个实例来深入体会一下如何用C#实现Web代理服务。Web代理服务的功能顺序是这样的：

　　（1）侦听端口，等待客户端浏览器发送来的Web请求信息。
　　（2）接收到客户端Web请求信息后，解析出目标Web服务器的地址，并创建一个Socket实例，并以此实例连接Web服务器上。
　　（3）通过创建的Socket传送客户端的Web请求数据包到Web服务器的80端口。
　　（4）接收Web服务器返回的页面数据。
　　（5）把接收来的数据传送到客户端，从而实现Web代理。

　　客户端对某个Web地址的浏览，可能要传送很多的Web请求信息（比如网页中的图像、Flash等），为了更快更准确地处理这些信息，Web代理服务程序通常采用多线程来处理每一个Web请求。细心的读者可能会发现，处理每一个客户端的Web请求信息，代理服务器软件都要使用二个Socket，一个是用来接收/传送客户机的信息，一个是和Web服务器进行交流。为了区分这二个Socket，我们把和服务器对话的称为“服务Socket”，和客户端机器对话的称为“客户Socket”。

　　下面就开始Web代理服务程序的编写工作。这个实例包含三个部分内容：

　　1.创建一个Web代理类。
　　2.Web代理服务的类的实例化。
　　3.如何通过这个Web代理类的实例实现Web代理服务。

　　（一）创建一个Web代理类

　　具体操作步骤如下：

　　1.启动Visual Studio.Net，依次选择“文件”、“新建”、“项目”菜单后，在弹出“新建项目”对话框中将“项目类型”设置为“Visual C#项目”，将“模板”设置为“Windows应用程序”，在“名称”文本框中输入“WebProxy”，在“位置”文本框中输入“E:VS.NET项目”，然后单击“确定”按钮，这样项目便建立好了。
　　2.依次选择菜单“项目”、“添加类”，将弹出“添加新项”对话框。
　　3.将“模板”设置为“类”。
　　4.在“名称”文本框中输入“Proxy”，单击“打开”按钮，具体如图2所示：
　　5.在“解决方案资源管理器”窗口中，双击Proxy.cs文件，进入Proxy.cs文件的编辑界
　　6.在Proxy.cs源文件的开头，添加下列代码，下列代码是导入Proxy.cs中要使用到的命名空间：

　　using System;
　　using System.Net;
　　using System.Net.Sockets;
　　using System.Text;
　　using System.IO;

　　7.用下列构造函数替代默认的构造函数。下面的代码是在Proxy类中创建一个构造函数。Proxy类只有一个构造函数，并且这个构造函数只有一个参数，这个参数是Socket对象，它主要用来和客户端进行数据交换，是一个“客户Socket”：

　　public Proxy(Socket socket)
　　{
　　//
　　// TODO: 在此处添加构造函数逻辑
　　//
　　this.clientSocket = socket ;
　　}

　　8.在定义Proxy类代码区中加入下列代码，下列代码是定义Proxy类中的使用的一些变量，这些变量主要是在后面的定义Run方法中使用。

　　Socket clientSocket;
　　Byte[] read = new byte[1024];
　　//定义一个空间，存储来自客户端请求数据包
　　Byte [] Buffer = null;
　　Encoding ASCII = Encoding.ASCII;
　　//设定编码
　　Byte[] RecvBytes = new Byte[4096];
　　//定义一个空间，存储Web服务器返回的数据

9.创建Proxy类中的Run方法。Run方法是Proxy类中唯一的方法。其功能是从客户端接收HTTP请求，并传送到Web服务器，然后从Web服务器接收反馈来的数据，并传送到客户端。为了实现这二个不同方面的数据传送，Run方法中是通过两个Socket实例来实现的。在编写Run方法的时候，要注意下面两点：

　　（1）由于HTTP建立于TCP协议之上，所以创建的Socket实例应该使用TCP协议。下面代码是创建可以传送HTTP请求命令到Web服务器和接收来自Web服务器反馈来信息的Socket实例：

　　Socket IPsocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

　　（2）另外一个Socket是在代理服务程序侦听端口号，接收连接请求时候得到的，所以应该以此Socket为参数，利用Proxy类中的构造函数来创建一个Proxy实例。此Socket实现从客户端接收HTTP请求信息，并传送数据到客户端。

　　Socket创建和使用是实现Web代理软件的关键。在构造函数代码后面，输入下列代码：
　　public void Run()
　　{
　　string clientmessage = " " ;
　　//存放来自客户端的HTTP请求字符串
　　string URL = " " ;
　　//存放解析出地址请求信息
　　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("远程主机名： " + IPHost.HostName);
　　string [] aliases = IPHost.Aliases;
　　IPAddress[] address = IPHost.AddressList;
　　Console.WriteLine("Web服务器IP地址：" + address[0]);
　　//解析出要访问的服务器地址
　　IPEndPoint ipEndpoint = new IPEndPoint(address[0], 80);
　　Socket IPsocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
　　//创建连接Web服务器端的Socket对象
　　IPsocket.Connect(ipEndpoint);
　　//Socket连Web接服务器
　　if (IPsocket.Connected)
　　Console.WriteLine("Socket 正确连接！");
　　string GET = clientmessage;
　　Byte[] ByteGet = ASCII.GetBytes(GET);
　　IPsocket.Send(ByteGet, ByteGet.Length, 0);
　　//代理访问软件对服务器端传送HTTP请求命令
　　Int32 rBytes = IPsocket.Receive(RecvBytes, RecvBytes.Length, 0);
　　//代理访问软件接收来自Web服务器端的反馈信息
　　Console.WriteLine("接收字节数：" + 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);
　　//代理服务软件往客户端传送接收到的信息
　　}
　　catch (Exception exc2)
　　
　　}
　　
　　//接收客户端的HTTP请求数据
　　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;
　　}
　　
　　//传送从Web服务器反馈的数据到客户端
　　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("传送字节数：" + length.ToString());
　　s.Send(Buffer, length, 0);
　　}

　　至此，Proxy类的定义过程就完成了。

　　（二）利用Proxy类，实现Web代理

　　下面是利用Proxy类实现Web代理程序的具体实现步骤，Proxy类被定义在命名空间　　WebProxy中：

　　1.在Visual Studio .Net的代码编辑器中打开Class1.cs文件，进入Class1.cs的代码编辑界面。

　　2.在Class1.cs源文件的开头导入下列命名空间：

　　using System;
　　using System.Net;
　　using System.Net.Sockets;
　　using System.Text;
　　using System.IO;
　　using System.Threading;
　　using WebProxy;

　　3.在Main函数中添加下列代码，下列代码是利用Proxy类，来实现Web代理程序：

　　const int port = 8000 ;
　　//定义端口号
　　TcpListener tcplistener = new TcpListener(port);
　　Console.WriteLine("侦听端口号： " + port.ToString());
　　tcplistener.Start();
　　//侦听端口号
　　while (true)
　　{
　　Socket socket = tcplistener.AcceptSocket();
　　//并获取传送和接收数据的Scoket实例
　　Proxy proxy = new Proxy(socket);
　　//Proxy类实例化
　　Thread thread = new Thread(new ThreadStart(proxy.Run));
　　//创建线程
　　thread.Start();
　　//启动线程
　　}

　　保存上面的所有步骤，这样一个简单Web代理程序就算是完成了。此Web代理程序侦听的是8000端口号。

　　（三）测试Web代码程序

　　Web代理程序要通过二台计算机才能够实现，其中的一台计算机运行Web代理程序充当Web代理服务器，另外一台计算机充当客户机，通过Web代理服务器来浏览网页。在确定Web代理软件运行后，需要对客户机进行进行必要的设置：

　　1.打开IE浏览器。

　　2.依次选择“工具”、“Internet选项”，在弹出的“Internet选项”对话框中选择“连接”页面，单击其中的“局域网设置”按钮，在弹出的“局域网(LAN)设置”对话框，选择“为LAN使用代理服务器(X)，(这些设置不会应用于拨号和VPN连接)”多选框，并在其中的“地址”文本框中输入代理服务器的IP地址，比如“10.138.198.213”，在“端口”文本框中输入“8000”。　此时客户端的设置就完成了。在确定IP地址为“10.138.198.213”的这台计算机已经运行上面介绍的Web代理程序后，打开客户端的IE浏览器，并输入要浏览的网址，就可以通过Web代理服务器来浏览网页了。

　　四、总结

　　至此一个简单的Web代理服务软件就算基本完成了。虽然代理服务的实现原理相对简单，但具体实现还是很繁琐的。网络代理是一个内容丰富，实现复杂的论题，本节介绍的代理服务软件，无论在实现的协议种类，还是实现的功能，都只能算很小的一部分。希望各位能够通过本文的介绍，结合其他相关的知识，创造出功能更强大、安全性更高，使用更稳定的网络代理服务程序来。