计算机网络cs144之lab0

文章目录

1 建立课程开发环境
2 Fetch a Web page
- 2.1 浏览器发送http请求
- 2.2 telnet模拟浏览器发送http请求
3 WebGet
4 An in-memory reliable byte stream（缓冲区队列）

1 建立课程开发环境

课程使用的是基于Linux的系统，可以使用ubuntu发行版。（安装过程略过）
可参考：https://blog.csdn.net/u_hcy2000/article/details/121506905?spm=1001.2014.3001.5501

2 Fetch a Web page

使用telnet来体会浏览器是如何通过HTTP协议从服务器获取一个页面（HTML文档）的

2.1 浏览器发送http请求

通过浏览器发送 http://cs144.keithw.org/hello 请求
查看页面响应结果：Hello, CS144!

2.2 telnet模拟浏览器发送http请求

键入 telnet cs144.keithw.org http，http请求与服务器建立连接
键入 GET /hello HTTP/1.1 ，这句话告诉服务器 URL 的路径（path）
键入 Host: cs144.keithw.org 这告诉服务器 URL 的主机（host）
键入Connection: close 结束请求
键入空行，完成了http请求

查看服务器的响应信息如下：

扩展：HTTP请求简介
设计 HTTP 最初的目的是为了提供一种发布和接收 HTML 页面的方法。
HTTP 请求一共分为四个部分：请求行，请求头，空行，请求体。

HTTP响应报文格式：响应行、响应头、空行、响应体四个部分。

3 WebGet

使用TCPSocket来实现发送http请求，并获取响应信息，打印出来。

创建一个TCPSocket并与服务器建立连接。
向服务器发送请求，格式参照前面fetch a web page部分，注意在HTTP中每行的结尾应该为rn。
发送完请求后，客户端应该关闭TCPSocket的写功能，对应前面的Connection:close，告诉服务器请求已经发送完毕，服务器只要回复完数据后就可以立刻断开连接。
循环读取从服务器发送过来的信息，直到遇到EOF(end of file)。最后记得需要关闭前面创建的TCPSocket。

课程代码：

void get_URL(const string &host, const string &path) {
    // telnet cs144.keithw.org http
    // GET /hello HTTP/1.1
    // Host: cs144.keithw.org
    // Connection: close

    // 创建一个客户端对象
    TCPSocket client_socket;
    // 与服务器建立TCP连接
    client_socket.connect(Address(host, "http"));
    // 客户端发送请求request
    string reqMsg = "GET "+path+" HTTP/1.1rn"+"Host: "+host+"rnConnection: closernrn";
    client_socket.write(reqMsg);

    // 客户端接收服务端的响应response
    while(!client_socket.eof()){
        string recvMsg = client_socket.read();
        cout< 
4 An in-memory reliable byte stream（缓冲区队列） 
自定义一个字节流类型。
 因特网本身并不提供对传输“可靠性”的保证，而是由客户端和服务器上的操作系统来完成这个任务。我们现在要实现的是位于TCP连接两端的套接字中的字节流数据结构。 
ByteStream具有一定的容量，最大允许存储该容量大小的数据；在读取端读出一部分数据后，它会释放掉已经被读出的内容，以腾出空间继续让写端写入数据。
 字节流以类ByteStream来实现，byte_stream.hh中声明了这个类，以及它的内部变量和成员函数；各个成员函数在 http://byte_stream.cc 中予以实现。 
思路： 
数据存储结构：队列
实现逻辑：注意输入端写数据，输出端输出数据两大主要操作 
 
byte_stream.hh
// 输入端写入数据和输出端读取数据,满足先入先出的原则，可采用队列的数据结构实现缓冲区
// 注意区分，capacity代表的是缓冲区大小，buffer_size和_stream.size()代表缓冲区里实际内容的大小
class ByteStream {
  private:
    // Your code here -- add private members as necessary.

    // Hint: This doesn't need to be a sophisticated data structure at
    // all, but if any of your tests are taking longer than a second,
    // that's a sign that you probably want to keep exploring
    // different approaches.
    
    // 创建一个缓冲区队列
    std::deque _buf{};
    // 缓冲区标准容量
    size_t _capacity = 0;
    // 输入端写入结束标志
    bool _is_end_input = false;
    // 输入端写入长度
    size_t _bytes_written = 0;
    // 输出端读取长度
    size_t _bytes_read = 0;
    
    bool _error{};  //!< Flag indicating that the stream suffered an error.
 
Byte_stream.cc
#include "byte_stream.hh"

template 
void DUMMY_CODE(Targs &&... ) {}

using namespace std;

// 初始化字节流数据,设置缓冲区的最大容量
ByteStream::ByteStream(const size_t capacity) { 
    _capacity = capacity;
}

// 输入端写数据，存入到缓冲队列中
size_t ByteStream::write(const string &data) {
    // 如果队列满了，返回0不能写入数据，写入为0
    if(remaining_capacity() == 0) return 0;

    // 将数据写入
    size_t write_size = (data.size() <= remaining_capacity()) ? data.size(): remaining_capacity();
    for(size_t i = 0; i < write_size; i++){
        _buf.push_back(data[i]);
    }

    // 已经写入的数据长度更新
    _bytes_written += write_size;

    return write_size;
}

// 查看缓冲区的队列内容，但是不出队列
string ByteStream::peek_output(const size_t len) const {
    size_t buf_size = (len <= buffer_size()) ? len : buffer_size();
    string data;
    data.assign(_buf.begin(),_buf.begin()+buf_size);
    
    return data;
}

// 出队列，从缓冲区中删除len长度的数据
void ByteStream::pop_output(const size_t len) {
    size_t buf_size = (len <= buffer_size()) ? len : buffer_size();
    for(size_t i = 0; i < buf_size; i++){
        _buf.pop_front();
    }
    _bytes_read += buf_size;
}

// 从缓冲区队列中读取数据
std::string ByteStream::read(const size_t len) {
    string buf_read = peek_output(len);
    pop_output(len);

    return buf_read;
}

void ByteStream::end_input() {_is_end_input = true;}

bool ByteStream::input_ended() const { return _is_end_input; }

size_t ByteStream::buffer_size() const { return _buf.size(); }

bool ByteStream::buffer_empty() const { return _buf.size() == 0; }

bool ByteStream::eof() const { return input_ended() && buffer_empty(); }

size_t ByteStream::bytes_written() const { return _bytes_written; }

size_t ByteStream::bytes_read() const { return _bytes_read; }

size_t ByteStream::remaining_capacity() const { return _capacity - _buf.size(); }

 
总结：就是自定义一个字节缓冲区的数据结构，这里选择使用队列数据结构来存储数据，符合缓冲区的先进先出原则，且效率比较高效。

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