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[Web Server] Proxy code

미뿌감 2024. 10. 28. 22:31
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1. 개요

프록시 코드를 하나하나 분석해 보려고 한다.

#include "csapp.h"

#define MAX_CACHE_SIZE 1049000
#define MAX_OBJECT_SIZE 102400

/* 사용자 에이전트 헤더 상수 */
static const char *user_agent_hdr = 
    "User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64; rv:10.0.3) Gecko/20120305 "
    "Firefox/10.0.3\r\n";

void doit(int connfd);
void read_requesthdrs(rio_t *rp);
int parse_uri(char *uri, char *hostname, char *path, int *port);
void clienterror(int fd, char *cause, char *errnum, char *shortmsg, char *longmsg);
void forward_request(int clientfd, char *hostname, char *path, int port);

/* main 함수: 프록시 서버 시작 */
int main(int argc, char **argv) {
    int listenfd, connfd;
    socklen_t clientlen;
    struct sockaddr_storage clientaddr;
    char hostname[MAXLINE], port[MAXLINE];

    /* 명령줄 인자 확인 */
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "usage: %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    /* 듣기 소켓을 열고 클라이언트 요청을 순차적으로 처리 */
    listenfd = Open_listenfd(argv[1]);
    while (1) {
        clientlen = sizeof(clientaddr);
        connfd = Accept(listenfd, (SA *)&clientaddr, &clientlen);
        Getnameinfo((SA *)&clientaddr, clientlen, hostname, MAXLINE, port, MAXLINE, 0);
        printf("Accepted connection from (%s, %s)\n", hostname, port);
        
        /* 클라이언트 요청 처리 */
        doit(connfd);
        Close(connfd);
    }

    return 0;
}

/* 클라이언트 요청을 처리하는 함수 */
void doit(int clientfd) {
    char buf[MAXLINE], method[MAXLINE], uri[MAXLINE], version[MAXLINE];
    rio_t rio;
    char hostname[MAXLINE], path[MAXLINE];
    int port;

    /* 요청 라인과 헤더 읽기 */
    Rio_readinitb(&rio, clientfd);
    Rio_readlineb(&rio, buf, MAXLINE);
    sscanf(buf, "%s %s %s", method, uri, version);

    /* GET 메서드만 지원 */
    if (strcasecmp(method, "GET")) {
        clienterror(clientfd, method, "501", "Not Implemented", "Proxy does not implement this method");
        return;
    }

    /* 요청 헤더 읽기 */
    read_requesthdrs(&rio);

    /* URI 파싱 */
    if (parse_uri(uri, hostname, path, &port) < 0) {
        clienterror(clientfd, uri, "400", "Bad Request", "Invalid URI");
        return;
    }

    /* Tiny 서버에 요청 전달 */
    forward_request(clientfd, hostname, path, port);
}

/* 요청 헤더를 읽고 무시하는 함수 */
void read_requesthdrs(rio_t *rp) {
    char buf[MAXLINE];
    Rio_readlineb(rp, buf, MAXLINE);
    while (strcmp(buf, "\r\n")) {
        Rio_readlineb(rp, buf, MAXLINE);
    }
}

/* URI를 호스트 이름, 경로, 포트로 파싱하는 함수 */
int parse_uri(char *uri, char *hostname, char *path, int *port) {
    *port = 80; // 기본 포트 설정
    char *hostbegin = strstr(uri, "http://");
    if (hostbegin) {
        hostbegin += 7;
    } else {
        hostbegin = uri;
    }
    
    char *pathbegin = strstr(hostbegin, "/");
    if (pathbegin) {
        strcpy(path, pathbegin);
        *pathbegin = '\0';
    } else {
        strcpy(path, "/");
    }
    
    char *portpos = strstr(hostbegin, ":");
    if (portpos) {
        *portpos = '\0';
        sscanf(portpos + 1, "%d", port);
    }
    
    strcpy(hostname, hostbegin);
    return 0;
}

/* 클라이언트에게 오류 메시지 전송 */
void clienterror(int fd, char *cause, char *errnum, char *shortmsg, char *longmsg) {
    char buf[MAXLINE], body[MAXBUF];
    sprintf(body, "<html><title>Proxy Error</title>");
    sprintf(body, "%s<body bgcolor=\"ffffff\">\r\n", body);
    sprintf(body, "%s%s: %s\r\n", body, errnum, shortmsg);
    sprintf(body, "%s<p>%s: %s\r\n", body, longmsg, cause);
    sprintf(body, "%s<hr><em>The Proxy Server</em>\r\n", body);

    sprintf(buf, "HTTP/1.0 %s %s\r\n", errnum, shortmsg);
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Content-length: %d\r\n\r\n", (int)strlen(body));
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
    Rio_writen(fd, body, strlen(body));
}

/* Tiny 서버에 요청을 전달하고 응답을 클라이언트로 전달 */
void forward_request(int clientfd, char *hostname, char *path, int port) {
    int serverfd;
    char buf[MAXLINE];
    rio_t server_rio;

    /* Tiny 서버와의 연결 설정 */
    char port_str[10];
    sprintf(port_str, "%d", port);
    serverfd = Open_clientfd(hostname, port_str);
    if (serverfd < 0) {
        clienterror(clientfd, hostname, "404", "Not Found", "Failed to connect to server");
        return;
    }

    /* Tiny 서버로 요청 전달 */
    sprintf(buf, "GET %s HTTP/1.0\r\n", path);
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Host: %s\r\n", hostname);
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "%s", user_agent_hdr);
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Connection: close\r\n");
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Proxy-Connection: close\r\n\r\n");
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));

    /* Tiny 서버 응답을 읽고 클라이언트에게 전달 */
    Rio_readinitb(&server_rio, serverfd);
    size_t n;
    while ((n = Rio_readlineb(&server_rio, buf, MAXLINE)) != 0) {
        Rio_writen(clientfd, buf, n);
    }

    /* Tiny 서버와의 연결 종료 */
    Close(serverfd);
}

 

2. Basic code

int main(int argc, char **argv) {
    int listenfd, connfd;
    socklen_t clientlen;
    struct sockaddr_storage clientaddr;
    char hostname[MAXLINE], port[MAXLINE];

    /* 명령줄 인자 확인 */
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "usage: %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    /* 듣기 소켓을 열고 클라이언트 요청을 순차적으로 처리 */
    listenfd = Open_listenfd(argv[1]);
    while (1) {
        clientlen = sizeof(clientaddr);
        connfd = Accept(listenfd, (SA *)&clientaddr, &clientlen);
        Getnameinfo((SA *)&clientaddr, clientlen, hostname, MAXLINE, port, MAXLINE, 0);
        printf("Accepted connection from (%s, %s)\n", hostname, port);
        
        /* 클라이언트 요청 처리 */
        doit(connfd);
        Close(connfd);
    }

    return 0;
}

main 코드는 듣기 소켓을 열고 클라이언트 요청을 받은 후 순차적으로 처리한다.

doit(connfd); 를 통해 들어온 요청을 프록시 서버가 아닌 메인 서버로 보내게 된다.

 

이후, client 서버와의 요청을 종료한다.

 

void doit(int clientfd) {
    char buf[MAXLINE], method[MAXLINE], uri[MAXLINE], version[MAXLINE];
    rio_t rio;
    char hostname[MAXLINE], path[MAXLINE];
    int port;

    /* 요청 라인과 헤더 읽기 */
    Rio_readinitb(&rio, clientfd);
    Rio_readlineb(&rio, buf, MAXLINE);
    sscanf(buf, "%s %s %s", method, uri, version);

    /* GET 메서드만 지원 */
    if (strcasecmp(method, "GET")) {
        clienterror(clientfd, method, "501", "Not Implemented", "Proxy does not implement this method");
        return;
    }

    /* 요청 헤더 읽기 */
    read_requesthdrs(&rio);

    /* URI 파싱 */
    if (parse_uri(uri, hostname, path, &port) < 0) {
        clienterror(clientfd, uri, "400", "Bad Request", "Invalid URI");
        return;
    }

    /* Tiny 서버에 요청 전달 */
    forward_request(clientfd, hostname, path, port);
}

request를 읽어서 method, uri, version에 대한 내용을 빼낸다.

만약 GET 요청이 아니라면 지원을 하지 않는다.

나머지 read_requesthdrs로 요청 헤더를 읽고 무시한다.

 

parse uri 함수를 이용해서 URI 를 호스트이름, 경로, 포트로 파싱하고 -> 이를 forward_request함수를 호출해서 Tiny 서버로 요청을 전달한다.

 

다음으로 forward_request 함수를 이어서 보도록 할 것이다.

void forward_request(int clientfd, char *hostname, char *path, int port) {
    int serverfd;
    char buf[MAXLINE];
    rio_t server_rio;

    /* Tiny 서버와의 연결 설정 */
    char port_str[10];
    sprintf(port_str, "%d", port);
    serverfd = Open_clientfd(hostname, port_str);
    if (serverfd < 0) {
        clienterror(clientfd, hostname, "404", "Not Found", "Failed to connect to server");
        return;
    }

    /* Tiny 서버로 요청 전달 */
    sprintf(buf, "GET %s HTTP/1.0\r\n", path);
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Host: %s\r\n", hostname);
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "%s", user_agent_hdr);
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Connection: close\r\n");
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Proxy-Connection: close\r\n\r\n");
    Rio_writen(serverfd, buf, strlen(buf));

    /* Tiny 서버 응답을 읽고 클라이언트에게 전달 */
    Rio_readinitb(&server_rio, serverfd);
    size_t n;
    while ((n = Rio_readlineb(&server_rio, buf, MAXLINE)) != 0) {
        Rio_writen(clientfd, buf, n);
    }

    /* Tiny 서버와의 연결 종료 */
    Close(serverfd);
}

serverfd로 서버에 연결을 시도한 결고를 받아온다.

이후 tiny 서버로 요청을 전달할 것들을 작성하고 \r\n\r\n을 통해서 요청을 보낸다.

 

이후, server의 응답을 읽고, 해당 응답을 이제 프록시에서 client로 보내준다.

이후 tiny 서버와의 연결을 종료한다.

 

3. 병렬

이전 메인 함수와 달리, 병렬 처리를 가능하게 하기 위해 main 함수를 변형하였다.

int main(int argc, char **argv) {
    int listenfd, connfd;
    socklen_t clientlen;
    struct sockaddr_storage clientaddr;
    char hostname[MAXLINE], port[MAXLINE];

    /* 명령줄 인자 확인 */
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "usage: %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    /* 듣기 소켓을 열고 클라이언트 요청을 순차적으로 처리 */
    listenfd = Open_listenfd(argv[1]);
    while (1) {
        clientlen = sizeof(clientaddr);
        connfd = Accept(listenfd, (SA *)&clientaddr, &clientlen);
        Getnameinfo((SA *)&clientaddr, clientlen, hostname, MAXLINE, port, MAXLINE, 0);
        printf("Accepted connection from (%s, %s)\n", hostname, port);
        
        /* 클라이언트 요청 처리 */
        doit(connfd);
        Close(connfd);
    }

    return 0;
}

 

아래 코드로 변경하였다.

/* main 함수: 프록시 서버 시작 */
int main(int argc, char **argv) {
    int listenfd, *connfdp;
    socklen_t clientlen;
    struct sockaddr_storage clientaddr;
    pthread_t tid;

    /* 명령줄 인자 확인 */
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "usage: %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }

    /* 듣기 소켓을 열고 클라이언트 요청을 순차적으로 처리 */
    listenfd = Open_listenfd(argv[1]);
    while (1) {
        clientlen = sizeof(clientaddr);
        connfdp = Malloc(sizeof(int));
        *connfdp = Accept(listenfd, (SA *)&clientaddr, &clientlen);
        Pthread_create(&tid, NULL, thread, connfdp);
    }

    return 0;
}

void *thread(void *vargp) {
  int connfd = *((int *)vargp);
  Pthread_detach(pthread_self());
  Free(vargp);
  doit(connfd);
  Close(connfd);
  return NULL;
}

 

Accept함수로 클라이언트의 연결 요청을 수신하고, 연결 파일 디스크립터를 connfdp라는 동적으로 할당된 메모리에 저장 한다.

이전에는, 동적으로 할당된 메모리를 사용하지 않았었다. 정적으로 connfd를 선언하여, 스택 메모리를 이용해서 처리하였다.

 

Pthread_create를 통해서 새로운 스레드를 생성하여, 동적 할당 했었던, connfdp를 thread 함수로 전달하여, 요청을 처리할 수있도록 한다.

 

동적 할당이 필요한 이유는 여러 스레드를 동시에 실행할 때, 스레드마다 독립적인 메모리 공간을 보장함으로서, 

충돌이 발생하지 않도록 하기 위해서다. 

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