WEB应用之http协媾和httpd闲聊

  什么是web?在一样平时生涯中我们经常听到web这个词,它到底是什么呢?今天我们来聊一聊web应用http协议;信赖生涯在现在互联网时代的我们,http这个协议应该对我们不是很生疏吧!好比双十一双十二我们去某宝、某东去抢购商品,它背后就是用一堆web服务器通过http协议或https协议在给我们提供服务;简朴点说web服务就是一个C/S架构,服务端提供服务,客户端通过http协议或https协议举行接见,拿到服务端对应的资源,这就是web服务;所谓C/S架构就是客户端和服务端架构;对于服务端一侧在iso七层网络模子中应用层协议存在的意义是实现某一详细应用,通常情况下他们都市向内核空间注册一众所周知的服务端口,并监听在某一地址,或多个地址上,对外提供服务;这也通常是C/S架构的软件服务事情的特点;而http协议就是事情在应用层的80端口对外提供服务;对于客户端一侧就没有监听这一说了,通常情况下客户端也是事情在应用层或者我们可以这样明白,它现实不是事情在应用层;我们知道网络资源对于盘算机来说只有内核的特权指令才能够操作,而对于普通用户来说,内核的功效我们必须在用户空间提供一应用程序,通过应用程序对内核提供的API举行系统挪用,从而实现操作网络资源的能力;实现客户端的软件有许多,图形界面下常见的浏览器chrome呀,firefox呀,ie等等,这些程序都是web服务的客户端,固然除此之外,像在Linux字符界面的web客户端有,wget、curl、elinks等等;这些客户端在用户空间接见服务端时,会随机向内核注册一端口,然后把自己的请求信息通过封装应用层首部,传输层,网络层,数据链路层,物理层,最后通过网卡发送给服务端,服务端收到客户端的请求会对客户端封装的报文,层层拆除,从而拿到客户端的请求,拿到客户端的请求后,然后封装响应报文,封装响应报文的历程类似客户端封装请求报文,先封装应用层首部,然后传输层,网络层,数据链路层,物理层,然后发送给客户端;客户端拿到报文后,层层拆封装,最终拿到服务端的响应;这就是http协议的一次事务历程,无外乎就是客户端请求,服务端响应;

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  提醒:以上是以太网的封装报文息争封装报文的一个历程,http协议是应用层协议,通常情况下应用层就是上面三层;应用层是事情在用户空间的,而下面四层是事情在内核空间,通常我们把下面四层称为通讯子网层;这也是我们之前的iptables内里经常提到的内核空间功效必须要由用户空间程序对内核提议系统挪用才能够操作内核空间功效,以是像iptables、ipvsadm这类工具我们不称他们叫服务,而是工具的缘故原由;同理像web客户端我们通常也只是叫它是工具,而不叫服务;通常所谓服务就是需要向内核注册一端口,然后监听在某一地址上,我们把这种事情在用户空间(或者内核空间的功效)的程序叫服务,简朴点讲服务需要被监听,之以是要被监听是因为通讯的需要;

  IPC(Inter-Process Communication,历程间通讯),所谓历程间通讯就是两个历程相互交流数据;历程间通讯的方式有许多,好比内存共享、内存映射、BSD socket等等;其中最为常见的一种BSD socket,它允许位于差别主机(固然统一主机也是可以的,只不过统一主机用这种socket机制显得不那么高效)上的历程之间举行通讯;什么叫socket?信赖懂点网络编程的人都听过这个词吧! 所谓socket就是IP加端口,对于套接字可以分TCP套接字、udp套接字、raw套接字,它们通常情况下是通过socket API(封装了内核中的socket通讯相关的系统挪用)来确立差别的套接字类型;如SOCK_STREAM就是示意TCP套接字,SOCK_DGRAM就示意UDP套接字,SOCK_RAW就示意raw套接字;凭据套接字所使用的地址花样,我们又可以分为IPV4的套接字、ipv6套接字和unix_sock(统一主机上的差别历程间基于socket套接字通讯使用的一种地址);例如AF_INET就示意ipv4花样的套接字,AF_INET6就示意ipv6套接字花样,AF_UNIX就示意unix_sock套接字花样;其中前两者用于网络通讯,通常是位于差别主机间历程通讯,而后者unix_sock用于统一主机的两个历程通讯较为常见;后者就是我们常见的sock文件,例如mysql客户端毗邻内陆服务端就是用的这种机制;

  领会上面的底层通讯原理,我们再来聊聊今天的主题http吧

  http是hyper text transfer protocol的简写,它是应用层协议,默认事情在tcp协议的80端口,属于文本协议;在http协议0.9版本中,它就只能用于传输html文本,也是在互联网上使用的最原始的版本,功效相当简陋;1.0版本引进了cache机制,MIME机制和更多的method,使得http协议一下子被普遍使用,MIME是多用途互联网邮件扩展类型,它的主要作用是让一些非文本花样的附件能够通过互联网相互传输,并且在吸收方吸收后能够将其还原成原有花样的附件的机制,什么意思呢?它能够让一些非文本花样的附件在通过互联网传输后还原成原来花样的附件的一种机制;这使得http协议可以传输非文本花样的数据,好比图片、视频、音乐等;所谓method就是客户端请求服务端资源时数据传输请求的方式,在0.9版本http协议只支持GET这一种方式,在1.0版本中http协议支持了更多的请求方式,如GET、PUT、POST、DELETE、HEAD等等;在这之后有1.1版本,它主要是在1.0版本上增强了缓存功效;随后就是2.0,2.0主要是在1.1版本上做了许多优化,使得原有1.1本版的诸多性能问题得以解决,现在主流使用的http协议版本是1.1和2.0版本;

  http事情模式

  http的事情模式异常简朴,在上面我们也提到过,不外乎就是客户端请求,服务端响应;其中我们把请求报文叫做http request响应报文叫做http response;对于客户端的一次请求和服务端的一次响应响应我们把这一历程叫做http协议的一次事务;

  web资源:web resource

  web资源分静态资源和动态资源,所谓静态资源就是无需服务端做分外的处置的资源,我们叫静态资源,什么意思呢?客户端请求的资源,在服务端是什么样通过http协议传输后到客户端上就是什么样,我们就把这种不需要服务端分外处置的资源叫静态资源,常见的静态资源有.jpg, .png, .gif, .html, txt, .js, .css, .mp3, .avi等;所谓动态资源就与之相反,客户端请求的资源通常是需要被程序执行或处置后,然后把执行效果或处置后的效果发送给客户端,我们把这种需要服务端通过某一执行程序作出处置的资源叫动态资源;常见的有.php.jsp.asp等;这里还需要注意一点的是,我们平时看到的网页资源往往不是单独的一个资源,它可能是有许多资源组成,有动态的,也有静态的,每个资源都需要单独请求,如下所示;

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  提醒:可以看到我们接见一个页面的背后其实是有许多资源组成;

  资源的标识机制:URL

  所谓资源标识符就是用于形貌服务器某特定资源的位置;简朴点就是用于告诉服务端客户端要接见的资源;通常情况下URL由协议加“://”加服务器地址(可以是域名,或主机名)[:port](若服务端事情在非标准端口,我们还需要指定端口)然后加资源路径或资源名称(这里的资源路径指的是web服务的根路径最先,而非文件系统的根路径)例如http://www.test.com/index.html这就是一个URL,客户端介入这样一个URL对应的服务端就知道客户端请求的资源是www.test.com这台主机上的index.html文件,服务端就会把对应目录下的文件响应给客户端;对于服务端它怎么去自己的文件系统上找index.html这个文件,通常情况下是通过我们对服务端界说的documentroot来决议的,在nginx中我们可以通过root指令来指定虚拟主机的根目录对应文件系统路径的映射;

  一次完整的http请求处置历程通常是有以下几步来完成:

  (1) 确立或处置毗邻:吸收请求或拒绝请求;
  (2) 吸收请求:吸收来自于网络上的主机请求报文中对某特定资源的一次请求的历程;

  http的响应模子,http的响应模子主要有单历程I/O模子、多历程、复用I/O模子和服用多历程模子,其中单历程I/O模子就是启动一个历程处置用户的请求,这意味着,一次只能处置一个请求,多个请求被串行响应;多历程I/O模子示意由父历程并行启动多个子历程,每个子历程举行响应一个用户请求;复用单历程I/O模子有两个模式,多线程模式和事宜驱动模式,前者示意一个历程天生N个线程,一个线程处置一个请求;而事宜驱动模式中一个历程直接处置N个请求,没有线程的说法;复用多历程I/O模子中,启动多个历程,每个历程天生n个线程,每个线程处置一个请求,响应的请求数目是历程数目乘每个历程天生的线程数;
  (3) 处置请求:服务器对请求报文举行剖析,并获取请求的资源及请求方式等相关信息,凭据方式,资源,首部和可选的主体部分对请求举行处置

    元数据:请求报文首部
    <method> <URL> <VERSION>
    HEADERS 花样 name:value
    <request body>

      ……

《前端之路》- TypeScript(二) 函数篇

    示例:

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  (4) 接见资源:获取请求报文中请求的资源;服务器获取请求报文中请求的资源web服务器,即存放了web资源的服务器,卖力向请求者提供对方请求的静态资源,或动态运行后天生的资源;资源放置于内陆文件系统特定的路径:DocRoot

    示例:若是我们将web资源根目录映射成文件系统上的/var/www/html,即www.test.com/   —->>  /var/www/html,用户接见www.test.com/index.html,就相当于接见文件系统上的/var/www/html/index.html,通常情况下web服务器资源路径映射方式有4种,第一种是通过界说docroot来指定,第二种是alias别名来指定,第三种是虚拟主机的docroot第四种是用户家目录的docroot

  (5) 构建响应报文:一旦Web服务器识别除了资源,就执行请求方式中形貌的动作,并返回响应报文。响应报文中 包罗有响应状态码、响应首部,若是天生了响应主体的话,还包罗响应主体;

    响应实体:若是事务处置产生了响应主体,就将内容放在响应报文中回送已往。响应报文中通常包罗:形貌了响应主体MIME类型的Content-Type首部,形貌了响应主体长度的Content-LengthContent-Type首部和现实报文的主体内容

    示例:

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  (6) 发送响应报文:Web服务器通过毗邻发送数据时也会面临与吸收数据一样的问题。服务器可能有许多条到各个客户端的毗邻,有些是空闲的,有些在向服务器发送数据,另有一些在向客户端回送响应数据。服务器要纪录毗邻的状态,还要特别注意对持久毗邻的处置。对非持久毗邻而言,服务器应该在发送了整条报文之后,关闭自己这一端的毗邻。对持久毗邻来说,毗邻可能仍保持打开状态,在这种情况下,服务器要正确地盘算Content-Length首部,否则客户端就无法知道响应什么时候竣事了;
  (7) 纪录日志:最后,当事务竣事时,Web服务器会在日志文件中添加一个条目,来形貌已执行的事务;

   HTTP服务器应用

  http服务器程序有httpd、nginx、lighttpd等nginx相关使用和说明可参考本人前面的博客https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/category/1646010.html;接下来我们着重来说说httpd;

  httpd是20世纪90年代初,国家超级盘算机应用中央NCSA开发,1995年开源社区公布apache(a patchy server)它是一款高度模块化,支持动态加卸载模块,支持多路处置模块,所谓多路处置模块就是httpd的三种响应模子;

  第一种是prefork多历程模子,每个历程响应一个请求,一个主历程,主历程程卖力天生子历程以及接纳子历程、套接字的确立和吸收请求并将其派发给某个子历程处置;n个子历程(一个子历程中天生一个线程处置一个请求),子历程主要用于处置请求;事情模子:会预先天生几个空闲历程,随时守候用于响应用户请求;最大空闲和最小空闲;

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  第二种是worker多历程多线程模子,在这种模子中每个线程处置一个用户请求;同样的它也会由一个主历程卖力天生子历程,套接字的确立和吸收请求并将请求派发给某个子历程举行处置;n个子历程,和上面的profork差别的是,这里的子历程主要卖力天生多个线程,而每个线程处置一个请求;这样一来在这种模子中并发响应数目就是n个子历程乘每个子历程天生的M个线程;

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  第三种是event:事宜驱动模子,多历程模子,一个主历程天生m个子历程,每个历程直接响应n个请求,并发响应请求:m*n,有专门的线程来治理这些keep-alive类型的线程,当有真实请求时,将请求传递给服务线程,执行完毕后,又允许释放。这样增强了高并发场景下的请求处置能力

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以上就是httpd的一些简朴先容,在后续的文章中我会连续更新httpd的其他用法和设置指令的说明,有感兴趣的同伙可以关注关注,配合探讨;

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