淺談C#實現Web代理服務器的幾大步驟

 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爲HTTP代理服務器和FTP代理服務器。本文將介紹用C#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於以下幾個原因：

（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，爲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。由於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衝區，它存儲界數據，當你再訪問相同的數據時，則可以直接從緩衝區中取出信息，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，一般可分爲應用層代理、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。本節後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代理服務器。

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）接收並解析客戶端的請求。

（2）創建到服務器的新連接，並轉發客戶端的請求信息。

（3）接收服務器反饋的信息。

（4）解釋服務器的響應並將該響應傳回給客戶端。

網絡代理雖然有很多優點，但由於使用代理後，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代理服務器程序

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代理服務器。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請求信息後，解析出目標Web服務器的地址，並創建一個Socket實例，並以此實例連接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），爲了更快更準確地處理這些信息，Web代理服務程序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。爲了區分這二個Socket，我們把和服務器對話的稱爲“服務Socket”，和客戶端機器對話的稱爲“客戶Socket”。

下面就開始C#實現Web代理服務器的編寫工作。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.啓動Visual Studio.Net，依次選擇“文件”、“新建”、“項目”菜單後，在彈出“新建項目”對話框中將“項目類型”設置爲“Visual C#項目”，將“模板”設置爲“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”對話框。

3.將“模板”設置爲“類”。

4.在“名稱”文本框中輸入“Proxy”，單擊“打開”按鈕

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，並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 ;
}

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，這些變量主要是在後面的定義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，並傳送到Web服務器，然後從Web服務器接收反饋來的數據，並傳送到客戶端。爲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）由於HTTP建立於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爲參數，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，並傳送數據到客戶端。

Socket創建和使用是實現Web代理軟件的關鍵。在構造函數代碼後面，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;
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);
//代理服務軟件往客戶端傳送接收到的信息
}
catch (Exception exc2)
} //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。

（二）利用Proxy類，實現Web代理

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

1.在Visual Studio .Net的代碼編輯器中打開Class1.cs文件，進入Class1.cs的代碼編輯界面。

2.在Class1.cs源文件的開頭導入下列命名空間：

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代理程序：

const int port = 8000 ;
//定義端口號
TcpListener tcplistener = new TcpListener(port);
Console.WriteLine("偵聽端口號： " + port.ToString());
tcplistener.Start();
//偵聽端口號
while (true)
{
Socket socket = tcplistener.AcceptSocket();
//並獲取傳送和接收數據的Scoket實例
Proxy proxy = new Proxy(socket);
//Proxy類實例化
Thread thread = new Thread(new ThreadStart(proxy.Run));
//創建線程
thread.Start();
//啓動線程
}

保存上面的所有步驟，這樣一個簡單Web代理程序就算是完成了。此Web代理程序偵聽的是8000端口號。

（三）測試Web代碼程序

Web代理程序要通過二臺計算機才能夠實現，其中的一臺計算機運行Web代理程序充當Web代理服務器，另外一臺計算機充當客戶機，通過Web代理服務器來瀏覽網頁。在確定Web代理軟件運行後，需要對客戶機進行進行必要的設置：

1.打開IE瀏覽器。

2.依次選擇“工具”、“Internet選項”，在彈出的“Internet選項”對話框中選擇“連接”頁面，單擊其中的“局域網設置”按鈕，在彈出的“局域網(LAN)設置”對話框，選擇“爲LAN使用代理服務器(X)，(這些設置不會應用於撥號和***連接)”多選框，並在其中的“地址”文本框中輸入代理服務器的IP地址，比如“10.138.198.213”，在“端口”文本框中輸入“8000”。

此時客戶端的設置就完成了。在確定IP地址爲“10.138.198.213”的這臺計算機已經運行上面介紹的Web代理程序後，打開客戶端的IE瀏覽器，並輸入要瀏覽的網址，就可以通過Web代理服務器來瀏覽網頁了。

四、C#實現Web代理服務器總結

至此一個簡單的C#實現Web代理服務器軟件就算基本完成了。雖然Web代理服務器的實現原理相對簡單，但具體實現還是很繁瑣的。網絡代理是一個內容豐富，實現複雜的論題，本節介紹的代理服務軟件，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，使用更穩定的網絡代理服務程序來。