计算机网络课程设计简单web服务器.docx
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计算机网络课程设计简单web服务器
计算机网络课程设计报告
专业：
网络工程
学号：
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2012年3月2日
简单Web服务器的设计与实现
1.设计任务
完成一个简单的WEB服务器的设计与实现，要求能够通过HTTPGET命令获得一个简单的HTML文件（可以带图片）；
开发平台：
windows7、eclipse、Java
2.系统分析
WWW是以Internet作为传输媒介的一个应用系统，WWW网上最基本的传输单位是Web网页。
WWW的工作基于客户机/服务器计算模型，由Web浏览器（客户机）和Web服务器（服务器）构成，两者之间采用超文本传送协议（HTTP）进行通信。
HTTP协议是基于TCP/IP协议之上的协议，是Web浏览器和Web服务器之间的应用层协议，是通用的、无状态的、面向对象的协议。
HTTP协议的作用原理包括四个步骤：
（1）连接：
Web浏览器与Web服务器建立连接，打开一个称为socket（套接字）的虚拟文件，此文件的建立标志着连接建立成功。
（2）请求：
Web浏览器通过socket向Web服务器提交请求。
HTTP的请求一般是GET或POST命令（POST用于FORM参数的传递）。
GET命令的格式为：
GET路径/文件名HTTP/1.1
文件名指出所访问的文件，HTTP/1.1指出Web浏览器使用的HTTP版本。
（3）应答：
Web浏览器提交请求后，通过HTTP协议传送给Web服务器。
Web服务器接到后，进行事务处理，处理结果又通过HTTP传回给Web浏览器，从而在Web浏览器上显示出所请求的页面。
例：
假设客户机与:
8000/index.html建立了连接，就会发送GET命令：
GET/index.htmlHTTP/1.1。
主机名为的Web服务器从它的文档空间中搜索文件index.html。
如果找到该文件，Web服务器把该文件内容传送给相应的Web浏览器。
为了告知Web浏览器传送内容的类型，Web服务器首先传送一些HTTP头信息，然后传送具体内容（即HTTP体信息），HTTP头信息和HTTP体信息之间用一个空行分开。
常用的HTTP头信息有：
①HTTP1.1200OK
这是Web服务器应答的第一行，列出服务器正在运行的HTTP版本号和应答代码。
代码“200OK”表示请求完成。
②MIME_Version:
1.0
它指示MIME类型的版本。
③content_type:
类型
这个头信息非常重要，它指示HTTP体信息的MIME类型。
如：
content_type:
text/html指示传送的数据是HTML文档。
④content_length:
长度值
它指示HTTP体信息的长度（字节）。
（4）关闭连接：
当应答结束后，Web浏览器与Web服务器必须断开，以保证其它Web浏览器能够与Web服务器建立连接。
3.总体设计
根据上述HTTP协议的作用原理，实现GET请求的Web服务器程序的方法如下：
（1）创建ServerSocket类对象，监听端口默认为8000，可以通过服务器界面修改。
（2）等待、接受客户机连接到端口8000，得到与客户机连接的socket，运用多线程技术接收多个客户的请求，并进行响应;
（3）创建与socket字相关联的输入流instream和输出流outstream;
（4）从与socket关联的输入流instream中读取一行客户机提交的请求信息，请求信息的格式为：
GET路径/文件名HTTP/1.1
（5）从请求信息中获取请求类型。
如果请求类型是GET，则从请求信息中获取所访问的HTML文件名。
没有HTML文件名时，则以index.html作为文件名；
（6）如果HTML文件存在，则打开HTML文件，把HTTP头信息和HTML文件内容通过socket传回给Web浏览器，然后关闭文件。
否则发送错误页面error.html给Web浏览器；
（7）关闭与相应Web浏览器连接的socket字。
由此，决定用java开发一个简单的服务器，带有简单的图形界面，可以设定服务器的端口号，并可随时启动和停止服务器。
能接受多个用户的请求，并进行响应，能显示请求和响应的情况。
外加一个时钟表，显示系统时间。
系统功能图如下：
4.详细设计
用Java实现Web服务器的主要设计步骤及程序
（1）eclipse新建web服务器的java项目，具体如下图：
（2）设计主函数程序
Main为主类，具体代码如下：
package;
importjavax.swing.UIManager;
publicclassMain
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
try
{//界面风格
UIManager.setLookAndFeel（UIManager.getSystemLookAndFeelClassName（））;
}catch（Exceptione1）{}
newServerFrame（）;
}
}
（3）设计Web服务器的图形界面
ServerFrame为服务器的主界面类，用于构造服务器的界面。
服务端口可以修改相应的端
口号，开始按钮和停止按钮实现服务器的开启与关闭，中间的文本域textArea显示客户的请求情况和服务器的响应情况，清空按钮用来清空文本域。
下方的TimeLabel显示系统当前时间。
主要代码如下：
publicclassServerFrameextendsJFrameimplementsActionListener
{
JPanelpanel=newJPanel（）;
JLabelstate=newJLabel（"关闭状态"）;
JTextFieldportText=newJTextField（"8000",8）;
JButtonstart=newJButton（"开始",newImageIcon（"images/start.gif"））;
JButtonstop=newJButton（"停止",newImageIcon（"images/stop.gif"））;
JButtonclear=newJButton（"清空",newImageIcon（"images/clear.gif"））;
JTextAreatextArea=newJTextArea（）;
JScrollPanejs=newJScrollPane（textArea）;
ServerSocketserver=null;
Socketsocket=null;
TimerLabeltime=newTimerLabel（）;
intcouter=1;
publicServerFrame（）//初始化界面
{
setIconImage（newImageIcon（"images/top.gif"）.getImage（））;
setTitle（"简单Web服务器"）;
setBounds（200,100,500,400）;
setLayout（newBorderLayout（））;
add（panel,BorderLayout.NORTH）;
add（time,BorderLayout.SOUTH）;
panel.add（state）;
panel.add（newJLabel（"服务端口：
"））;
panel.add（portText）;
panel.add（start）;
panel.add（stop）;
panel.add（clear）;
stop.setEnabled（false）;//刚开始，stop不可用
start.addActionListener（this）;
stop.addActionListener（this）;
clear.addActionListener（this）;
add（js）;
textArea.setLineWrap（true）;
textArea.setEditable（false）;
setVisible（true）;
setDefaultCloseOperation（JFrame.EXIT_ON_CLOSE）;
}
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）//按钮事件
{
intport=Integer.parseInt（portText.getText（））;//获取文本作为端口号
if（e.getSource（）==start）//启动服务器
{
state.setText（"开启状态"）;
start.setEnabled（false）;//启动后,start不可用,stop可用
stop.setEnabled（true）;
try{
server=newServerSocket（port）;//创建服务器套接字
textArea.insert（"\n服务器已开启\n",0）;
//匿名内部类
newThread（）{
publicvoidrun（）{
try{//无限循环，用于接受多个客户请求
while（true）{
socket=server.accept（）;//接受客户机连接，生成套接字
textArea.insert（"报告，收到请求：
"+String.valueOf（couter++）+"\n",0）;
textArea.insert（"时间：
"+time.getTime（）+"\n",0）;
newServerThread（socket,textArea）.start（）;//启动线程，进行回复
}
}catch（Exceptione）{}
};
}.start（）;
}catch（Exceptione1）{}
}
if（e.getSource（）==stop）//停止服务器
{
//关闭服务器套接字server
try{
if（server!
=null）
{server.close（）;
textArea.insert（"\n服务器已关闭\n",0）;
}
}catch（Exceptione2）{}
couter=1;//计数重置
state.setText（"关闭状态"）;
stop.setEnabled（false）;//设置按钮可用性
start.setEnabled（true）;
JOptionPane.showMessageDialog（this,"服务器成功关闭！
","提示",JOptionPane.CLOSED_OPTION）;
}
if（e.getSource（）==clear）//清空文本域
{
textArea.setText（""）;
}
}
}
（4）设计接收线程类
ServerThread继承与Thread类，使用多线程技术实现多客户请求，并进行相应
主要代码如下：
publicclassServerThreadextendsThread
{
Socketsocket=null;
JTextAreatextArea=null;
publicServerThread（Socketsocket,JTextAreatextArea）
{
this.socket=socket;
this.textArea=textArea;
}
publicvoidrun（）
{
finalStringCRLF="\r\n";
BufferedReaderin=null;//输入流缓冲
DataOutputStreamout=null;//数据输出流
FileInputStreamfin=null;//文件输入流
try
{
in=newBufferedReader（newInputStreamReader（socket.getInputStream（）））;
out=newDataOutputStream（socket.getOutputStream（））;
Stringstring=in.readLine（）;//读取浏览器请求头部第一行
StringTokenizerst=newStringTokenizer（string）;//字符窜分割
if（st.nextToken（）.equals（"GET"））//判断请求方式
{
Strings=st.nextToken（）;//分割获取请求的文件名
if（s.equals（"/"））//如果请求文件为空，返回主页面index.html
{
s="/index.html";
}
Filefile=newFile（s.substring
（1））;
textArea.insert（"用户：
"+socket.getInetAddress（）.toString（）.substring
（1）+"端口：
"+String.valueOf（socket.getPort（））+"\n",0）;
textArea.insert（"请求：
"+string+"\n",0）;
if（file.exists（））//如果找到文件
{
textArea.insert（"\n回复成功，亲\n",0）;
}
else{//如果没找到请求文件，则返回error.html页面
file=newFile（"error.html"）;
textArea.insert（"\n悲剧啊，没找到页面\n",0）;
}
//输出响应头部信息
out.writeBytes（"HTTP/1.0200OK"+CRLF）;
if（file.getName（）.endsWith（".jpg"））
out.writeBytes（"Content-Type:
image/jpeg"+CRLF）;
if（file.getName（）.endsWith（".gif"））
out.writeBytes（"Content-Type:
image/gif"+CRLF）;
out.writeBytes（CRLF）;
//输出响应体部信息
try
{
fin=newFileInputStream（file）;
}catch（FileNotFoundExceptione）
{
System.out.println（"找不到"）;
}
byte[]buffer=newbyte[1024];
intbytes=0;
while（（bytes=fin.read（buffer））!
=-1）{
out.write（buffer,0,bytes）;
}
}
}catch（IOExceptione）
{
e.printStackTrace（）;
}finally
{//关闭流
try{
if（in!
=null）in.close（）;
if（out!
=null）out.close（）;
if（fin!
=null）fin.close（）;
}catch（Exceptione2）{}
}
}
}
（5）简单的TimeLabel类
该类直接继承JLabel类，主要功能是获取系统当前时间，并显示在JLabel上，
其实例作为一个时钟表。
具体代码省略。
5.运行调试
在服务器的根目录下，新建多个html页面，作为一个简单站点，具体如下：
运行打开服务器按开始按钮开启服务，端口号默认为8000，可自行修改：
在浏览器上输入http:
//180.136.66.123:
8000/index.html，结果如下：
服务器对客户请求进行回复（可清空显示的客户请求及响应信息）：
6.设计总结
此次课程设计完成了一个简单的Web服务器，程序明了，有简单清新的服务器界面，能真正实现web服务，对多客户的请求进行相应的回复。
但是其中还有一些小错误，这是自己对Java的理解和应用不够成熟所致。
通过这次课程设计，是我进一步了解web服务器与客户端的交互情况，加强了对HTTP传输协议的理解，学会网络编程的不少知识。
在这个网络技术快速发达的年代，web服务有着举足轻重的地位，我们每天上网都离不开它。
因此，掌握web开发技术对我未来的发展必定有很大帮助。
这次课程设计，也让我深深体会到自己的Java道路还很漫长，以后必须多多练习，学以致用。
参考文献
[1]孙卫琴.《Java网络编程精解》.北京：
电子工业出版社，2007.3
[2]Y.DanielLiang《Java语言程序设计基础篇》北京：
机械工业出版社，2008年2月1日
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