python實現簡單http伺服器
- 2019 年 10 月 6 日
- 筆記
首先http協議是基於tcp協議的，這裡會用到我們前幾天寫的tcp伺服器的知識。
我們暫且把http協議當做一個規定，就是說在瀏覽器訪問一個頁面時候，瀏覽器會發送一些東西給伺服器，那麼你發送的這些東西就是基於http協議發送的。
以百度為例我們來看一下在訪問的時候，瀏覽器給伺服器發送了什麼？
1、打開Google瀏覽器
2、F12,打開開發者模式
3、輸入www.baidu.com
會看到如圖所示：
我們只需要先了解前兩個：
GET / HTTP/1.1：GET表示請求，/表示訪問主頁，HTTP/1.1表示http協議1.1版本
Host：網址或者ip地址
看一下百度伺服器給我們返回了什麼
這些也是根據http協議返回的，那麼必須有的是什麼？
必須有的是第一條：HTTP/1.1 200 OK
其他都可以沒有，但是我們模擬肯定要返回數據。
上面這張圖叫做Headers，就是頭，那我們的body部分就是我們的html頁面，有了html頁面，頁面才變得好看。
瀏覽器如何區分是headers部分還是body部分？
很簡單，中間加一個空行。了解了這些，我們來實現一個簡單的http伺服器。
其實http協議是基於tcp協議的。http協議在tcp的基礎上，對伺服器返回的數據的一些規定。
http伺服器實例
import socket
def dump_data(cli_socket):
# 接收瀏覽器發送來的請求
recv_data = cli_socket.recv(1024)
# 輸出瀏覽器給我們發送了什麼
print(recv_data)
# 更具上面的http協議模擬返回數據,rn表示換行
resp_data = 'HTTP/1.1 200 OKrn'
# 一行空數據，區別headers部分和body部分
resp_data += 'rn'
# body部分
resp_data += '<h1>hello,word.</h1>'
cli_socket.send(resp_data.encode('utf-8'))
cli_socket.close()
def main():
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(("",7891))
tcp_server.listen(128)
print('等待')
while True:
cli_socket,cli_addr = tcp_server.accept()
dump_data(cli_socket)
tcp_server.close()
if __name__ == "__main__":
main()
我們運行，會顯示等待，等待我們的瀏覽器發送請求，我們打開瀏覽器，輸入127.0.0.1:7891
就會看到我們發送給瀏覽器的內容，127.0.0.1表示本地，用冒號隔開，7891是我tcp伺服器的埠號。這樣我們就實現了一個簡單的http伺服器。
tcp的3次握手
第一次握手：客戶端將標誌位SYN賦值為1，隨機產生一個參數賦值給seq，發送給伺服器。等待伺服器確定。
第二次握手：伺服器通過SYN=1知道了該客戶端要請求建立連接，再添加一個ACK=1，產生一個隨機參數給seq，ack賦值為客戶端隨機數加1，發送給客戶端確認連接，伺服器進入SYN_RCVD狀態。
第三次握手：客戶端收到數據後，檢查ack的值是否是隨機數加1，ACK是否為1，正確就把ack加1，再發送給伺服器，伺服器確認數據，客戶端和伺服器都進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手。就可以傳輸數據了。
tcp的4次揮手
握手建立連接，揮手就是斷開連接。
第一次揮手：簡單來說就是發送一個數據表示我想斷開連接，客戶端進入FIN_WAIT_1狀態。
第二次揮手：伺服器收到數據，告訴客戶端，我正在準備。請你確認是否斷開。客戶端進入FIN_WAIT_2狀態
第三次揮手：發送一個數據表示我確認要斷開。伺服器進入LAST_ACK狀態
第四次揮手：服務受收到消息，說我知道要關閉了，並且會發一個消息給伺服器，之後進入TIME_WAIT。
根據瀏覽器的需求對應返回頁面
這個程式相比上面的數據多了一個對url的判斷而已。
這次我們用一個html文件來嘗試。
我們在一個文件夾下創建一個txt文件，寫上這樣一段程式碼：
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>index</title>
</head>
<body>
<h1>我是登陸頁面</h1>
</body>
</html>
將後綴名txt修改成html。
再創建一個create.html頁面。只需要把裡面的程式碼修改成:
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>create</title>
</head>
<body>
<h1>我是註冊頁面</h1>
</body>
</html>
接下來來寫我們的python程式碼。
import socket
import re
def dump_data(cli_socket):
# 接收到的是bytes類型，我們解碼
recv_data = cli_socket.recv(1024).decode('utf-8')
# 將我們接收到的數據以空格切開變成一個列表，便於我們取值，判斷請求的那個頁面
recv_data_lines = recv_data.splitlines()
print(recv_data_lines)
# 正則提取瀏覽器需要的頁面
# 數據：GET /index.html HTTP/1.1
# 或者：POST /index.html HTTP/1.1 或者其他請求方式
f_name = re.match(r'[^/]+(/[^ ]*)',recv_data_lines[0])
resp_data = 'HTTP/1.1 200 OKrn'
resp_data += 'rn'
# body部分
# 讀取文件
file = open('F:'+f_name.group(1),'rb')
html_con = file.read()
file.close()
# 由於我們讀取文件是以二進位的方式讀取，所以不能直接相加
cli_socket.send(resp_data.encode('utf-8'))
# 分開發送就好了
cli_socket.send(html_con)
cli_socket.close()
def main():
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(("",7891))
tcp_server.listen(128)
print('等待')
while True:
cli_socket,cli_addr = tcp_server.accept()
dump_data(cli_socket)
tcp_server.close()
if __name__ == "__main__":
main()
運行一下，提示我們沒有favicon.ico文件（圖標），我們創建一個就好了（直接文本創建該名字就好了，後綴也需要修改的）
接下來運行，我們在瀏覽器輸入127.0.0.1:7891/index.html 頁面就會顯示我是登陸頁面，輸入127.0.0.1:7891/create.html就會顯示我是註冊頁面，當然如果找不到文件你可以試著添加一個404頁面。或者返回為HTTP/1.1 404 NOT FOUND。
完整版：
import socket
import re
def dump_data(cli_socket):
recv_data = cli_socket.recv(1024).decode('utf-8')
recv_data_lines = recv_data.splitlines()
print(recv_data_lines)
ret = re.match(r'[^/]+(/[^ ]*)',recv_data_lines[0])
if ret:
f_name = ret.group(1)
if f_name=="/":
f_name = '/index.html'
try:
file = open('F:'+f_name,'rb')
except:
resp_data = 'HTTP/1.1 404 NOT FOUNDrn'
resp_data += 'rn'
resp_data += '404'
cli_socket.send(resp_data.encode('utf-8'))
else:
html_con = file.read()
file.close()
resp_data = 'HTTP/1.1 200 OKrn'
resp_data += 'rn'
cli_socket.send(resp_data.encode('utf-8'))
cli_socket.send(html_con)
cli_socket.close()
def main():
tcp_server = socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM)
tcp_server.bind(("",7891))
tcp_server.listen(128)
print('等待')
while True:
cli_socket,cli_addr = tcp_server.accept()
dump_data(cli_socket)
tcp_server.close()
if __name__ == "__main__":
main()
