淺談C#實現WebProxy 伺服器的幾大步驟

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　代理服務程式是一種廣泛使用的網路應用程式。代理程式的種類非常多，根據協議不同可以分成HTTP代理服務程式、FTP代理服務程式等，而運行代理服務程式的伺服器也就相應稱為HTTPProxy 伺服器和FTPProxy 伺服器。本文將介紹用C#的Web代理服務程式代理的是HTTP協議。

　　一、網路代理程式程式的優點

　　代理服務所起的是一個橋的作用，它是網路資訊的中轉站。在網路中應用代理服務一般是基於以下幾個原因：

　　（1）充分利用IP地址資源。在區域網路中，一般對外的IP地址都是非常有限的，為了保證區域網路內部的主機都能夠訪問互連網資源，通過網路代理程式就可以實現。

　　（2）能夠保證網路安全。網路代理程式可以充當內部網和互連網之間的防火牆，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地址和主機名稱。由於所有對外網的請求都是通過Proxy 伺服器實現的，所以目的主機只能知道Proxy 伺服器的IP地址。

　　（4）提高網路速度。通常Proxy 伺服器都設有一個較大的硬碟緩衝區，它儲存界資料，當你再訪問相同的資料時，則可以直接從緩衝區中取出資訊，從而提高訪問速度。

　　二、網路代理程式的類型及實現原理

　　網路代理程式服務根據工作層次，一般可分為應用程式層代理、傳輸層代理和SOCKS代理。應用程式層代理是工作在TCP/IP參考模型的應用程式層之上，它支援對應用程式層協議（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援。如果協議不支援代理（如SMTP和POP），那就只能在應用程式層以下代理，也即傳輸層代理。

　　傳輸層代理直接與TCP層互動，更加靈活。要求Proxy 伺服器具有部分真正伺服器的功能：監聽特定TCP或UDP連接埠，接收用戶端的請求同時向用戶端發出相應的響應。另一種代理需要改變用戶端的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Proxy 伺服器內部的用戶端完全地串連到外部的伺服器，SOCK V5增加了對用戶端的授權和認證，因此它是一種安全性較高的代理。本節後面介紹的代理是一種應用程式層上面的代理，所代理的協議是HTTP，也就是經常見到的WebProxy 伺服器。

　　正如上面所說，網路代理程式就是一個串連用戶端（需要代理的電腦）和伺服器端（提供訪問資源的伺服器）的橋。要實現這種橋的功能，網路代理程式就必須滿足下列條件，其實也是代理服務的啟動並執行流程：

　　（1）接收並解析用戶端的請求。

　　（2）建立到伺服器的新串連，並轉寄用戶端的請求資訊。

　　（3）接收伺服器反饋的資訊。

　　（4）解釋伺服器的響應並將該響應傳回給用戶端。

　　網路代理程式雖然有很多優點，但由於使用代理後，自己對網路的所有請求都是通過Proxy 伺服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Proxy 伺服器的頻寬比較小，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Proxy 伺服器是非常重要的。

　　三、C#實現WebProxy 伺服器程式

　　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執行個體來深入體會一下如何用C#實現WebProxy 伺服器。Web代理服務的功能順序是這樣的：

　　（1）偵聽連接埠，等待用戶端瀏覽器發送來的Web請求資訊。

　　（2）接收到用戶端Web請求資訊後，解析出目標Web伺服器的地址，並建立一個Socket執行個體，並以此執行個體串連Web伺服器上。

　　（3）通過建立的Socket傳送用戶端的Web請求資料包到Web伺服器的80連接埠。

　　（4）接收Web伺服器返回的頁面資料。

　　（5）把接收來的資料傳送到用戶端，從而實現Web代理。

　　用戶端對某個Web地址的瀏覽，可能要傳送很多的Web請求資訊（比如網頁中的映像、Flash等），為了更快更準確地處理這些資訊，Web代理服務程式通常採用多線程來處理每一個Web請求。細心的讀者可能會發現，處理每一個用戶端的Web請求資訊，Proxy 伺服器軟體都要使用二個Socket，一個是用來接收/傳送客戶機的資訊，一個是和Web伺服器進行交流。為了區分這二個Socket，我們把和伺服器對話的稱為“服務Socket”，和用戶端機器對話的稱為“客戶Socket”。

　　下面就開始C#實現WebProxy 伺服器的編寫工作。這個執行個體包含三個部分內容：

　　1.建立一個Web代理類。

　　2.Web代理服務的類的執行個體化。

　　3.如何通過這個Web代理類的執行個體實現Web代理服務。

　　（一）建立一個Web代理類

　　具體操作步驟如下：

　　1.啟動Visual Studio.Net，依次選擇“檔案”、“建立”、“項目”菜單後，在彈出“建立項目”對話方塊中將“項目類型”設定為“Visual C#項目”，將“模板”設定為“Windows應用程式”，在“名稱”文字框中輸入“WebProxy”，在“位置”文字框中輸入“E:VS.NET項目”，然後單擊“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”對話方塊。

　　3.將“模板”設定為“類”。

　　4.在“名稱”文字框中輸入“Proxy”，單擊“開啟”按鈕

　　5.在“方案總管”視窗中，雙擊Proxy.cs檔案，進入Proxy.cs檔案的編輯界

　　6.在Proxy.cs源檔案的開頭，添加下列代碼，下列代碼是匯入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.用下列建構函式替代預設的建構函式。下面的代碼是在Proxy類中建立一個建構函式。Proxy類只有一個建構函式，並且這個建構函式只有一個參數，這個參數是Socket對象，它主要用來和用戶端進行資料交換，是一個“客戶Socket”：

　　
　　public Proxy(Socket socket)  
　　{  
　　//  
　　// TODO: 在此處添加建構函式邏輯  
　　//  
　　this.clientSocket = socket ;  
　　} 

　　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數，這些變數主要是在後面的定義Run方法中使用。

　　
　　Socket clientSocket;  
　　Byte[] read = new byte[1024];  
　　//定義一個空間，儲存來自用戶端請求資料包  
　　Byte [] Buffer = null;  
　　Encoding ASCII = Encoding.ASCII;  
　　//設定編碼  
　　Byte[] RecvBytes = new Byte[4096];  
　　//定義一個空間，儲存Web伺服器返回的資料 

　　9.建立Proxy類中的Run方法。Run方法是Proxy類中唯一的方法。其功能是從用戶端接收HTTP請求，並傳送到Web伺服器，然後從Web伺服器接收反饋來的資料，並傳送到用戶端。為了實現這二個不同方面的資料傳送，Run方法中是通過兩個Socket執行個體來實現的。在編寫Run方法的時候，要注意下面兩點：

　　（1）由於HTTP建立於TCP協議之上，所以建立的Socket執行個體應該使用TCP協議。下面代碼是建立可以傳送HTTP請求命令到Web伺服器和接收來自Web伺服器反饋來資訊的Socket執行個體：

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

　　（2）另外一個Socket是在代理服務程式偵聽連接埠號碼，接收串連請求時候得到的，所以應該以此Socket為參數，利用Proxy類中的建構函式來建立一個Proxy執行個體。此Socket實現從用戶端接收HTTP請求資訊，並傳送資料到用戶端。

　　Socket建立和使用是實現Web代理軟體的關鍵。在建構函式代碼後面，輸入下列代碼：
　　

　　
　　public void Run()  
　　{  
　　string clientmessage = " " ;  
　　//存放來自用戶端的HTTP請求字串  
　　string URL = " " ;  
　　//存放解析出地址請求資訊  
　　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("遠程主機名稱： " + IPHost.HostName);  
　　string [] aliases = IPHost.Aliases;  
　　IPAddress[] address = IPHost.AddressList;  
　　Console.WriteLine("Web伺服器IP地址：" + address[0]);  
　　//解析出要訪問的伺服器位址  
　　IPEndPoint ipEndpoint = new IPEndPoint(address[0], 80);  
　　Socket IPsocket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);  
　　//建立串連Web伺服器端的Socket對象  
　　IPsocket.Connect(ipEndpoint);  
　　//Socket連Web接伺服器  
　　if (IPsocket.Connected)  
　　Console.WriteLine("Socket 正確串連！");  
　　string GET = clientmessage;  
　　Byte[] ByteGet = ASCII.GetBytes(GET);  
　　IPsocket.Send(ByteGet, ByteGet.Length, 0);  
　　//代理訪問軟體對伺服器端傳送HTTP請求命令  
　　Int32 rBytes = IPsocket.Receive(RecvBytes, RecvBytes.Length, 0);  
　　//代理訪問軟體接收來自Web伺服器端的反饋資訊  
　　Console.WriteLine("接收位元組數：" + 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);  
　　//代理服務軟體往用戶端傳送接收到的資訊  
　　}  
　　catch (Exception exc2)  
　　} 
　　//接收用戶端的HTTP請求資料
　　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伺服器反饋的資料到用戶端
　　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("傳送位元組數：" + 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Web代理

　　下面是利用Proxy類實現Web代理程式的具體實現步驟，Proxy類被定義在命名空間WebProxy中：

　　1.在Visual Studio .Net的代碼編輯器中開啟Class1.cs檔案，進入Class1.cs的代碼編輯介面。

　　2.在Class1.cs源檔案的開頭匯入下列命名空間：

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

　　3.在Main函數中添加下列代碼，下列代碼是利用Proxy類，來實現Web代理程式：

　　
　　const int port = 8000 ;  
　　//定義連接埠號碼  
　　TcpListener tcplistener = new TcpListener(port);  
　　Console.WriteLine("偵聽連接埠號碼： " + port.ToString());  
　　tcplistener.Start();  
　　//偵聽連接埠號碼  
　　while (true)  
　　{  
　　Socket socket = tcplistener.AcceptSocket();  
　　//並擷取傳送和接收資料的Scoket執行個體  
　　Proxy proxy = new Proxy(socket);  
　　//Proxy類執行個體化  
　　Thread thread = new Thread(new ThreadStart(proxy.Run));  
　　//建立線程  
　　thread.Start();  
　　//啟動線程  
　　} 

　　儲存上面的所有步驟，這樣一個簡單Web代理程式就算是完成了。此Web代理程式偵聽的是8000連接埠號碼。

　　（三）測試Web代碼程式

　　Web代理程式要通過二台電腦才能夠實現，其中的一台電腦運行Web代理程式充當WebProxy 伺服器，另外一台電腦充當客戶機，通過WebProxy 伺服器來瀏覽網頁。在確定Web代理軟體運行後，需要對客戶機進行進行必要的設定：

　　1.開啟IE瀏覽器。

　　2.依次選擇“工具”、“Internet選項”，在彈出的“Internet選項”對話方塊中選擇“串連”頁面，單擊其中的“區域網路設定”按鈕，在彈出的“區域網路(LAN)設定”對話方塊，選擇“為LAN使用Proxy 伺服器(X)，(這些設定不會應用於撥號和VPN串連)”多選框，並在其中的“地址”文字框中輸入Proxy 伺服器的IP地址，比如“10.138.198.213”，在“連接埠”文字框中輸入“8000”。

　　此時用戶端的設定就完成了。在確定IP地址為“10.138.198.213”的這台電腦已經運行上面介紹的Web代理程式後，開啟用戶端的IE瀏覽器，並輸入要瀏覽的網址，就可以通過WebProxy 伺服器來瀏覽網頁了。

　　四、C#實現WebProxy 伺服器總結

　　至此一個簡單的C#實現WebProxy 伺服器軟體就算基本完成了。雖然WebProxy 伺服器的實現原理相對簡單，但具體實現還是很繁瑣的。網路代理程式是一個內容豐富，實現複雜的論題，本節介紹的代理服務軟體，無論在實現的協議種類，還是實現的功能，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，創造出功能更強大、安全性更高，使用更穩定的網路代理程式服務程式來。

淺談C#實現WebProxy 伺服器的幾大步驟