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Linux网络编程多线程Web服务器：HTTP协议与TCP并发实战

article 2025/10/27 21:01:55

问题解答

TCP是如何防止SYN洪流攻击的？

方式有很多种，我仅举例部分：

1、调整内核参数

我们知道SYN洪流攻击的原理就是发送一系列无法完成三次握手的特殊信号，导致正常的能够完成三次握手的信号因为连接队列空间不足，无法正常传输。

（1）增加未连接队列的容量

（2）缩短未连接信号的超时时间

（3）减少SYN-ACK重传次数

这里主要介绍一下（3）：在三次握手过程中，当服务器收到客户端的SYN请求时，会回应SYN-ACK请求。当客户端不回应，则会重传。因此我们这里可以减少SYN-ACK重传次数，剪短一个异常信号占用内存空间的时间，SYN-ACK重传次数不易太少，太少会降低TCP传输数据的可靠度。（（2）（3）原理都是差不多的，目的都是减少异常信号占用内存资源的时间）

具体操作需要用到bash操作，大家自行AI查询即可。

2、防火墙

防火墙会限制单个IP的并发SYN请求速率。

知识点1【Web服务器的概述】

web服务器使用的传送协议是：HTTP（超文本传送协议），基于TCP

HTML语言，超文本编辑语言，用于显示，可以脱离系统

HTTP协议超文本传送协议用于数据的传输

URL同一地址定位符网址

访问的时候不能阻塞别人访问这个服务器，因此需要实现的是并发服务器

TCP并发服务器又分为线程版和进程版，我们这里选择线程版。

客户端是浏览器 我们需要实现的是服务器

因为TCP是传输层协议，HTTP是应用层，我们类似于在UDP中，TFTP协议理解，我们在TCP并发服务器的基础上，在核心代码（子进程的任务体代码（对应TCP并发服务器文章））中，以HTTP的专属报文格式进行解包组包即可。

web服务器的好处，无论是安卓，还是windows，Linux，都可以访问

特点

1、支持C/S架构

2、简单快速，客户端服务器申请服务时，只需要传送方法和路径，方法有GET和POST

3、无连接：限制每次连接只处理一个请求，且每一个请求是独立的浏览器连接服务器只会有一个请求，即每次请求只要一个文件，不会要多个

文本算一个客户端，图片算一个客户端，图片文本分开存储，浏览器想要图片，需要向服务器发出请求，申请图片，即打开一个网页时，可能有几十个，甚至几百个客户端连接服务器。每个客户端一个请求

浏览器只需要传输请求的方式（GET/POST），GET是明文，POST是密文。

举例说明，当我们使用GET的方式，会把输入的内容放在红框部分，做成URL，发给服务器，如果是密码，那只要别人一抓包，密码就泄露了。

POST是密文传输，不过多介绍了。

4、无状态：如果后续处理需要前面的信息，必须重传，这样

HTTP传送文件没有固定大小限制

固定大小和大小限制的区别：

固定大小限制：不会限制为固定的字节大小发送

固定大小限制：最大发送多少字节

补充

HTML 超文本标记语言：显示文本

HTTP 超文本传输协议：传输协议

URL 同一地址定位符

浏览器的请求方式：

IP:端口号/请求的文件

浏览器会发出，向IP的端口，申请文件的请求（由浏览器完成）

解析文件名，打开本地文件（成功/失败）

以下都是报文格式，请仔细查看

注意

着重关注文件名，GET后有一个空格，文件名后有一个空格

服务器应答的格式：请求失败

服务器应答的格式：请求成功

现在我们通过代码实现一下

知识点2【多进程并发服务器代码复习】

这里我们先复习一下 多线程并发服务器的创建

1、创建套接字

2、绑定端口

3、监听（将套接字改为监听套接字，产生连接列表）

4、循环

提取已连接套接字

创建子进程

（1）子进程中

关闭监听套接字

任务体

关闭已连接套接字

关闭子进程

（2）父进程

关闭已连接套接字

回收子进程空间

5、关闭监听套接字

下面先实现多线程并发服务器

代码演示

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <strings.h> //bzero
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h> //atoi//释放子进程空间函数
void release_space(int signal)
{while(1){int ret_wait = waitpid(-1,NULL,WNOHANG);if(ret_wait == 0 || ret_wait < 0){break;}}
}
//子进程任务体（核心函数）
void fun_subprocess(int fd)
{while(1){char buf[256] = "";int len = recv(fd,buf,sizeof(buf),0);if(len < 0){perror("recv");_exit(-1);}send(fd,buf,sizeof(buf),0);if(len == 0){break;}}
}int main(int argc, char const *argv[])
{//参数个数判断if(argc != 2){printf("demo:./a.out 8000\\n");_exit(-1);}//创建套接字int fd_sock = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);if(fd_sock < 0){perror("socket");_exit(-1);}//实现端口复用int opt;//这个opt，作用是二次确认setsockopt(fd_sock,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&opt,sizeof(opt));//绑定套接字struct sockaddr_in addr_bind;bzero(&addr_bind,sizeof(addr_bind));addr_bind.sin_family = AF_INET;addr_bind.sin_port = htons(atoi(argv[1]));addr_bind.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);int ret_bind = bind(fd_sock,(struct sockaddr *)&addr_bind,sizeof(addr_bind));if(ret_bind < 0){perror("bind");_exit(-1);}//监听套接字int ret_listen = listen(fd_sock,10);if(ret_listen < 0){perror("listen");_exit(-1);}//循环while (1){//提取已连接套接字struct sockaddr_in addr_accept;bzero(&addr_accept,sizeof(addr_accept));int len_accept = sizeof(addr_accept);int fd_accept = accept(fd_sock,(struct sockaddr *)&addr_accept,&len_accept);if(fd_accept < 0){perror("accept");_exit(-1);}//创建子进程int pid = fork();if(pid < 0){perror("fork");_exit(-1);}//子进程if(pid == 0){//遍历一下 已连接客户端的IP，端口号，以及为其分配的进程号char buf_IP[16] = "";inet_ntop(AF_INET,&addr_accept.sin_port,buf_IP,sizeof(buf_IP));int int_port = ntohs(addr_accept.sin_port);printf("[%s:%d] pid:%d\\n",buf_IP,int_port,getpid());//关闭监听套接字close(fd_sock);//任务体fun_subprocess(fd_accept);//关闭接受套接字close(fd_accept);//关闭子进程_exit(0);}//父进程else{//关闭接受套接字close(fd_accept);//释放子进程signal(SIGCHLD,release_space);}}//关闭监听套接字close(fd_sock);return 0;
}

代码运行结果

非常流畅，大家可以自己动手写一下

知识点3【代码演示】

知识点补充

下面我们来写一下Web服务器的代码

首先我们先了解一下web服务器的收到的数据格式，这里我们只介绍明文方式

GET /文件名

前面我们着重标记了空格的位置，希望大家在这里能够理解，这是我们下面解包的重要方式

在打开文件时，我们需要对打开文件（.html）是否成功进行判断，下面分别是 HTTP协议，服务器应答成功与失败的报文格式

//打开失败，服务器应答
char err[] = "HTTP/1.1 404 Not Found\\r\\n"
"Content‐Type: text/html\\r\\n"
"\\r\\n"
"<HTML><BODY>File not found</BODY></HTML>";

//打开成功，服务器应答
char head[] = "HTTP/1.1 200 OK\\r\\n"
"Content‐Type: text/html\\r\\n"
"\\r\\n";

一定要严格遵守这个报文格式，哪怕是多一个 \0都不可以，因此发送长度的时候，要用strlen，这里大家用的时候直接复制粘贴即可，手敲反而容易出错。

在读取内容的时候，大家用循环读取，按照recv()函数的返回值作为判断条件即可，我在这里建议大家使用do{}while()类型，这样代码会更加简洁。

最后，请大家不要忘记相关文件描述符的关闭问题。

下面我们来实践一下

代码演示

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>
#include <netinet/in.h>
#include <strings.h> //bzero
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h> //atoi
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>char err[] = "HTTP/1.1 404 Not Found\\r\\n""Content‐Type: text/html\\r\\n""\\r\\n""<HTML><BODY>File not found</BODY></HTML>";
char head[] = "HTTP/1.1 200 OK\\r\\n""Content‐Type: text/html\\r\\n""\\r\\n";
// 函数声明
// 释放子进程空间函数
void release_space(int signal);// 子进程任务体（核心函数）
void fun_subprocess(int arg);int main(int argc, char const *argv[])
{// 参数个数判断if (argc != 2){printf("demo:./a.out 8000\\n");_exit(-1);}// 创建套接字int fd_sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);if (fd_sock < 0){perror("socket");_exit(-1);}// 实现端口复用int opt; // 这个opt，作用是二次确认setsockopt(fd_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &opt, sizeof(opt));// 绑定套接字struct sockaddr_in addr_bind;bzero(&addr_bind, sizeof(addr_bind));addr_bind.sin_family = AF_INET;addr_bind.sin_port = htons(atoi(argv[1]));addr_bind.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);int ret_bind = bind(fd_sock, (struct sockaddr *)&addr_bind, sizeof(addr_bind));if (ret_bind < 0){perror("bind");_exit(-1);}// 监听套接字int ret_listen = listen(fd_sock, 10);if (ret_listen < 0){perror("listen");_exit(-1);}// 循环while (1){// 提取已连接套接字struct sockaddr_in addr_accept;bzero(&addr_accept, sizeof(addr_accept));int len_accept = sizeof(addr_accept);int fd_accept = accept(fd_sock, (struct sockaddr *)&addr_accept, &len_accept);if (fd_accept < 0){perror("accept");_exit(-1);}// 创建子进程int pid = fork();if (pid < 0){perror("fork");_exit(-1);}// 子进程if (pid == 0){// 遍历一下 已连接客户端的IP，端口号，以及为其分配的进程号char buf_IP[16] = "";inet_ntop(AF_INET, &addr_accept.sin_port, buf_IP, sizeof(buf_IP));int int_port = ntohs(addr_accept.sin_port);printf("[%s:%d] pid:%d\\n", buf_IP, int_port, getpid());// 关闭监听套接字close(fd_sock);// 任务体fun_subprocess(fd_accept);// 关闭接受套接字close(fd_accept);// 关闭子进程_exit(0);}// 父进程else{// 关闭接受套接字close(fd_accept);// 释放子进程signal(SIGCHLD, release_space);}}// 关闭监听套接字close(fd_sock);return 0;
}// 释放子进程空间函数
void release_space(int signal)
{while (1){int ret_wait = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);if (ret_wait == 0 || ret_wait < 0){break;}else{printf("进程%d已退出\\n", ret_wait);}}
}// 客户端核心任务线程函数
void fun_subprocess(int arg)
{unsigned char cmd_buf[1024] = "";int len = recv(arg, cmd_buf, sizeof(cmd_buf), 0);if (len <= 0){close(arg);_exit(-1);}char file_name[128] = "./html/";sscanf(cmd_buf, "GET /%[^ ]", file_name + 7);if (file_name[7] == '\\0'){strcat(file_name, "index.html");}printf("file_name=##%s##\\n", file_name);// open打开本地文件int fd = open(file_name, O_RDONLY);if (fd < 0){// 告诉浏览器404send(arg, err, strlen(err), 0);close(arg);perror("open");_exit(-1);}// 告诉浏览器 200 打开成功准备接受send(arg, head, strlen(head), 0);//循环读取本地文件数据发送给浏览器while (1){unsigned char buf[512] = "";// 读取本地文件数据int len = read(fd, buf, sizeof(buf));send(arg, buf, len, 0);if (len < 512)break;}close(fd);_exit(-1);
}

代码运行结果

结束

代码重在练习！

今天的分享就到此结束了，希望对你有所帮助，如果你喜欢我的分享，请点赞收藏夹关注，谢谢大家！！！

问题解答

知识点1【Web服务器的概述】

知识点2【多进程并发服务器代码复习】

代码演示

代码运行结果

知识点3【代码演示】

知识点补充

代码演示

代码运行结果

结束

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