UNIX a Internet

Historie Webu

• 1989 - CERN - Tim Barners-Lee

URI

• Uniform Resource Identifier
• Jednoznačně identifikuje "dokument" v síti
• Skládá se z URL a URN
• Příklad: https://www.nekde.cz/neco/index.php?baf

URL

• Uniform Resource Locator
• Obecně vypadá takto: schéma://jméno:heslo@doména:port
• schéma ... jméno protokolu, definuje zbytek URI
• jméno:heslo ... umožňuje autentizaci
• doména ... doménové jméno hosta
• port ... číslo portu
• Lze zadat i IP adresu
• IPv4: schéma://jméno:heslo@127.0.0.1:port
• IPv6: schéma://jméno:heslo@[::1]:port

URN

• Uniform Resource Name
• Příklad: /cesta?dotaz#kotva
• cesta (path) ... cesta k dokumentu
• dotaz (query) ... metodou GET lze předat data
• kotva (anchor) ... značka uvnitř stránky

HTTP

• Hypertext Tranfer Protocol (RFC 2616)
• Transportní protokol TCP
• Výchozí port je 80
• Nejrozšířenější verze (rok 2016) je HTTP/1.1
• Od roku 2015 je standardizována verze HTTP/2 (RFC 7540)
• Textový a bezestavový protokol

HTTP dotaz

Posílá klient serveru:

GET / HTTP/1.1
Host: www.tul.cz
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/54.0.2840.100 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip, deflate, sdch, br
Accept-Language: cs,en-US;q=0.8,en;q=0.6

HTTP odpověď

Na dotaz server odpovídá odpovědí:

HTTP/1.0 200 OK
Date: Fri, 15 Oct 2004 08:20:25 GMT
Server: Apache/1.3.29 (Unix) PHP/4.3.8
X-Powered-By: PHP/4.3.8
Vary: Accept-Encoding,Cookie
Cache-Control: private, s-maxage=0, max-age=0, must-revalidate
Content-Language: cs
Content-Type: text/html; charset=utf-8

Metody HTTP

• Klient posílá metodu jako první klíčové slovo v HTTP dotazu.
• Klient tím říká, co chce dělat s daným dokumentem
• Nejčastěji používané metody: GET, POST, HEAD
• PUT, DELETE, TRACE, atd. se příliš nepoužívají.

Metoda GET

• Požadavek na získání dokumentu (html, css, obrázek, atd.)
• Součástí dotazu jen HTTP hlavička
• Parametry součástí URN (max 512 bytů)

Metoda POST

• Většinou slouží k odeslání formulářů na server
• Součástí dotazu i tělo

Metoda HEAD

• Požadavek na získání meta informací o daném dokumentu
• Server vlastní data dokumentu nepošle

Hlavička HTTP

• Textová část dotazu i odpovědi
• Položky hlavičky na samostatných řádcích ukončené znaky: \r\n
• Hlavička je ukončena prázdným řádkem
• Některé definované položky: Host, Connection, User-Agent, Server, atd.
• Uživatelské položky: začínají X-

MIME Type

• Typ internetového média
• Multipurpose Internet Mail Extension
• Identifikátor souborových formátů, které standardizuje IANA
• Typ média má formát: typ/podtyp; volitelné parametry
• Příklad: text/html; charset=UTF-8

HTTP a CNAME

• V DNS serveru může mít jeden server přiděleno více doménových jmen (aliasů).
• Překlad dvou doménových jmen může skončit s jednou IP adresou:
• Příklad: gitlab.tul.cz, jetbrains.tul.cz
• Aby server věděl, na který server se klient v HTTP dotazu dotazuje, tak jméno serveru musí být v hlavičce

GET / HTTP/1.1
Host: gitlab.tul.cz

Virtuální servery

• Položka Host v hlavičce HHTP dotazu od verse HTTP/1.0
• Pro každý CNAME je na serveru jakoby virtuální webový server
• Pro každé doménové jméno rozdílná konfigurace, logy, nastavení, atd.

HTTPS

• HTTP je možné zabezpečit pomocí SSL/TLS
• Schéma je https
• Výchozí port je 443
• Může negativně ovlivnit výkon aplikace
• Test nastavení server možno povést na: www.ssllabs.com

SNI

• Sever Name Indication
• Při použití SSL/TLS není během handshaku ještě jasné s jakým virtuálním webovým server se bude komunikovat
• Bez použití SNI musel certifikát obsahovat doménová jména všech virt. web. serverů
• Problém pro web-hostingy
• SNI umožňuje již během SSL/TLS handshaku avizovat s jakým doménovým jménem chceme komunikovat
• Server na základě toho může použít správný certifikát

WebSocket

• HTML5 & Javascript
• RFC 6455
• Umožňuje asynchronní, plně duplexní komunikaci mezi klientem a serverem.
• Textový i binární protokol
• Schémata: ws:// (nezabezpečený) a wss:// (šifrovaný přenos)
• Serverem nemusí být nutně webový server
• Klientem nemusí být webový prohlížeč

HTTP dotaz prohlížeče

GET /game HTTP/1.1
Host: server.example.com
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: x3JJHMbDL1EzLkh9GBhXDw==
Sec-WebSocket-Protocol: game-1.0, game-1.1
Sec-WebSocket-Version: 13
Origin: http://example.com

HTTP odpověď serveru

HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Accept: HSmrc0sMlYUkAGmm5OPpG2HaGWk=
Sec-WebSocket-Protocol: game-1.1

Příklad WebSocket klienta

<script type="text/javascript">
$(function() {
    window.WebSocket = window.WebSocket || window.MozWebSocket;
    var websocket = new WebSocket('ws://127.0.0.1:9000',
                                  'game-1.0, game-1.1');
    websocket.onopen = function () {console.log('Connected');};
    websocket.onerror = function () {console.log('');};
    websocket.onmessage = function (message) {
        console.log(message.data);
    };
    $('button').click(function(e) {
        e.preventDefault();
        websocket.send($('input').val());
    });
});
</script>

WebSocket server

• Je možné implementovat na webové serveru a použít stejný port (80/443)
• Je ovšem nutné se serverem vytvořit nové TCP spojení.
• Node.js
• Python
• Java
• PHP
• C/C++

AutoBahn

• Framework zjednodušující implementaci WebSocketu a WAMP
• autobahn.ws
• Součástí projektu je i sada testů pro projekty implementující WebSocket protokol (klient i server)

Apache

• Nejpoužívanější webový server (40%)
• Poměrně starý návrh (90. léta)
• Pre-fork model: vytvoří několik potomků do zásoby, ale pro každé spojení vlastní proces.
• Worker model: kombinuje více procesů a více jader.
• Event model: podobné workeru, ale má vždy jedno naslouchací a jedno pracující vlákno pro dané spojení.

Procesy vs. vlákna

Pro porovnání časové náročnosti vytváření procesů a vláken je možné použít tyto dva příklady:

• Procesy - test
• Vlákna - test

Příklad konfigurace

Konfigurační soubory se nacházejí v adresáři /etc/httpd

Hlavní konfigurační soubor: /etc/httpd/conf/httpd.conf

Další konfigurační soubory v: /etc/httpd/conf.d/*.conf

Případně v /etc/httpd/conf.modules.d/*.conf

NGINX

• Dle Netcraft 2. nejpoužívanější webový server
• Vznik v roce 2006.
• Jeden naslouchací proces a pro každé CPU jádro jeden worker proces
• Snaha o efektivní využívání zdrojů (CPU, paměť)
• HTTP server, reverzní proxy, cache server, rozklad zátěže, dynamické stránky

Příklad konfigurace

• Konfigurační soubory v /etc/nginx
• Další konfigurační soubory jsou v /etc/nginx/conf.d/*.conf

Testování serveru

• Apache tools:
• ab -c 10 -n 1000 http://example.com/
• A mnohé další nástroje