面向无线宽带的HTTP代理服务器软件的设计与实现

摘要

由于无线3.5G频段投入使用，某公司承接的3.5G无线宽带接入网项目需要建立代理服务器以保障无线局域网内用户接入Internet的服务。 虽然代理服务器软件已有一些产品，但成熟产品多数来自国外。由于代理服务器是网络中的一个很关键的节点，它在安全性和可扩展性方面的要求，需要开发具有自主知识产权的无线宽带代理服务器软件，这样也可便于日后随着系统的进一步扩充，增加流控以及扩充到代理服务器集群。 该文首先讨论和总结了有关代理服务器的基本理论、工作原理和相关技术，指出开发HTTP代理服务器的关键问题在于，提高系统的I/O性能，减少数据I/O时间。解决这一问题从两方面着手，一是，开发缓存系统，减少系统向远程服务器的访问；二是，提高系统的I/O性能，并发的处理大量的连接和数据转发。该文着重在后一点上进行研究讨论。针对现有的对I/O处理内部结构的分析，提出采用单进程多线程模式的I/O处理方式，并将IOCP这一I/O异步管理模型与线程池技术结合起来。这样，简化了编程实现的复杂度，而且，提高了系统的稳定性，这对一个负载较大的代理服务器程序而言，显得尤为重要。 该文提出了一种高性能的HTTP代理服务器的具体实现方案。在对系统I/O的具体处理上，根据代理服务器需要响应大规模用户请求并转发大量远程服务器的回应数据这一需要，综合分析系统整体I/O情况，采用不同解决方法处理与远程主机的连接和对数据的收发操作，有效的解决了多线程系统中高效和稳定的矛盾。同时利用缓存技术减少系统与远程服务器交互的数据量。在缓存部分的处理上，采用内存池机制，通过这种方式，加速了分配和释放内存的工作，提高了内存利用率，避免了内存的泄漏。 该文在阐述面向无线宽带的HTTP代理服务器软件的设计方案的基础上，同时给出了系统缓存模块、协议解析模块、数据I/O处理模块、内存管理模块的具体实现。并做了相关测试，通过测试和实际应用表明，系统的功能和性能都达到了预期指标。

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1项目背景

1.2无线宽带接入技术

1.3代理服务器及其分类

1.3.1代理服务器简介

1.3.2代理服务器的分类

1.3.3理想的HTTP代理服务器状态

1.3.4流行的代理服务器

1.4本文所做工作

1.5论文内容组织

2系统框架设计

2.1系统的设计目标

2.2系统设计方案

2.3软件的体系结构

2.4 HTTP无线宽带代理服务器的工作流程

2.5关键技术和模型介绍

2.5.1 Winsock

2.5.2 Windows的I/O机制

2.5.3 Winsock的I/O模型

2.6小结

3系统I/O性能设计

3.1概述

3.2多进程与多线程

3.2.1多进程

3.2.2多线程

3.2.3单进程事件驱动

3.3线程池

3.3.1线程池的应用

3.3.2多线程技术和线程池技术的比较

3.3.3线程池函数

3.3.4系统I/O的设计方案

3.4小结

4系统实现

4.1概述

4.2 HTTP协议解析模块

4.2.1 HTTP协议的特点

4.2.2 HTTP协议的工作流程

4.2.3 HTTP协议解析模块的具体算法

4.3系统缓存模块的实现

4.3.1代理服务器缓存的工作流程

4.3.2代理服务器缓存模块的结构

4.3.3缓存模块的实现

4.4I/O实现

4.4.1代理服务器向远程服务器连接的处理

4.4.2对大量数据转发的处理

4.4.3具体算法

4.5内存管理模块

4.6 小结

5系统测试

5.1概述

5.2功能测试

5.2.1 HTTP请求

5.2.2缓存测试

5.3性能测试

5.3.1针对非阻塞I/O结构的测试

5.4 小结

6结束语

6.1本文总结

6.2未来的研发工作和展望

致 谢

参考文献

附录A HTTP状态码表

附录B 作者在攻读硕士学位期间取得的成果

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