Как работает веб-сервер. Веб-сервер (Web Server): для чего он нужен, как устроен и как работает Что такое web server
Эта статья будет полезна тем людям, у которых уже есть свой сайт, или которые планируют его открыть. Особенно интересна статья будет амбициозно настроенным вебмастерам, которые чувствуют, что звездный час их проекта не за горами и хотят подготовиться к наплыву посетителей страницы.
Даже те, кто пока только мечтают о тысячах пользователей на своём сайте, наверняка задавались вопросом: “А сколько же пользователей мой сайт выдержит, если они зайдут одновременно?” Сразу вспоминается известное выражение “Хабраэффект” – явление отказа сайта, который оказался не готов к многочисленным переходам на него после появления в интернете ссылки.
Предположим, что сайт уже есть (или скоро будет): где же его разместить? Это должен быть классический хостинг или vps-сервер? Если vps, то какой и как его лучше настроить? А может быть вообще нет никакой разницы и проще выбрать то, что подешевле? В этой статье мы рассмотрим несколько вариантов и на практике убедимся, какой из них подойдёт лучше для нашего сайта.
Будем экспериментировать: ставить разные режимы работы сервера и замерять производительность. Нагрузку на сайт будем имитировать с помощью сервиса Loaddy.com. Там можно задать количество пользователей, нарастающий тип нагрузки и по графику будет видно, как сервер реагирует на них. Считается, что один пользователь генерирует примерно один запрос к сайту в течение 10 секунд. В качестве испытуемого сайта возьмем демонстрационный интернет-магазин на cms moguta. Он будет заполнен тестовыми «товарами», которые выводятся на главную страницу по нескольким критериям (то есть при формировании страницы идет работа с базой данных и т.п.). Так или иначе, это позволит сравнивать режимы между собой.
В качестве тестовой площадки создадим впс-сервер на ос Ubuntu. Конфигурация его будет . Будем считать, что именно такие серверы начального уровня создают в большинстве случаев для новых проектов. Тестовая версия интернет-магазина будет доступна по ip адресу http://130.193.44.219/
Еще пригодится классический хостинг, на который мы также зальем тот же самый интернет магазин, чтобы провести испытания. Вы можете пройти наш путь сами и провести такие же тесты на своем проекте!
Так как в большинстве случаев вместе с vps предлагается панель управления, основные изменения настроек будем производить в ней. На vps сервере нам доступно 3 режима его работы:
- Apache;
- Apache в режиме CGI;
- Nginx + php-fpm (без Апача).
Классический недорогой хостинг
Ошибки появляются, когда количество посетителей превышает 50 чел. Хостинг перестаёт отдавать контент, при этом, если зайти в панель управления хостингом, то мы можем увидеть примерно следующее:
Ваш сайт подвергался ограничениям в течение последних 24 часов. Ресурсы процессора ограничивались для Вашего сайта. Вы достигали пределов по входным процессам (количеству одновременно запущенных PHP и CGI скриптов, заданий по расписанию и консольных сессий) 126 раз.Что ж, понятно, хостинг есть хостинг, тем более недорогой. Можно, конечно, найти такой тариф, который будет предоставлять больше возможностей, но это всё нужно учитывать, каким-то образом узнавать точные данные ограничений, причем у каждого хостинг-провайдера.
VPS: Apache
Следующий на очереди – наш тестовый впс с режимом апач, который кстати предлагается по умолчанию, при установке панели управления ISP.
Проблемы начинаются, когда число пользователей переваливает за 90. Если мы зайдем на наш сервер по ssh и посмотрим в этот момент на список процессов по команде top, отсортированный с помощью Shift+M (по количеству потребляемой памяти), то увидим примерно такую картину:
Мы видим, что процесс apache2 разросся на много дочерних и они съели всю оперативку нашего vps сервера.
Здесь нужно сделать небольшую ремарку. Дело в том, что для сервера апач теоретически существует режим, который позволяет вместо этого большого числа дочерних процессов для каждого соединения создать несколько так называемых мультитредовых, каждый из которых обслуживал бы по нескольку соединений. Называется этот режим worker , в отличие от дефолтного prefork . Но установить его непросто, в панелях типа ISP это сделать невозможно, а если озадачиться и попытаться это осуществить через ssh, то выяснится, что для этого мало выключить prefork и включить worker, еще нужна тредобезопасная версия php. А если используются модули типа Zend или IonCube, то они тоже должны быть тредобезопасными. Да и вообще, официальный сайт PHP не рекомендует устанавливать этот режим.
VPS: CGI
Давайте посмотрим, что будет при использовании режима CGI. Для этого нужно в панели управления ISP разрешить использовать PHP в режиме CGI, это делается в разделе «Учетные записи – пользователи – настройки для пользователя».
Безрадостная картина получилась. Сервер отказывается выдавать контент уже при 55+ посетителях, оперативная память вся съедена процессами “php”. Далее идёт попытка восстановления работоспособности, но всё равно всё оканчивается практически 100% отказами.
VPS: Nginx + PHP-FPM
Настало время режима, в котором сервер Apache не используется вовсе, вместо него работает Nginx, а php обрабатывается модулем php-fpm. Если вы используете панель управления ISP, то необходимо разрешить этот режим для пользователя. Это также делается в разделе «Учетные записи – пользователи – настройки для пользователя». Также этот режим должен быть доступен в разделе «Настройки – Возможности – Веб-сервер(www)».
То, что нужно! 100% доступности, при этом скорость загрузки и время ответа сервера находятся на приемлемых уровнях, хоть и возрастают с ростом нагрузки. Тем не менее сервер справляется!
Посмотрим на таблицу процессов в момент максимальной нагрузки на сервер:
Мы видим, что у нас есть еще запас по доступной оперативной памяти. А дочерние процессы php-fpm7.0 не разрастаются в больших количествах, а ограничены 5-ю экземплярами, каждый из которых обслуживает несколько потоков.
Что ж, похоже «режим-победитель» определен. Давайте выясним, сколько же одновременных посетителей сможет обслужить наш сервер в таком режиме. Но перед этим сделаем небольшой «тюнинг». Во-первых, так как apache не используется при такой работе сервера, его можно вовсе отключить. Это сделаем в панели управления ISP в разделе «Система – Службы». Во-вторых, изменим немного принцип запуска процессов php-fpm. По умолчанию он динамический. Это значит, что дочерние процессы будут висеть в памяти даже когда они не нужны. При этом память не освобождается и со временем эти процессы могут разрастись больше чем нам бы хотелось. Поэтому предлагается установить режим “ondemand” – по требованию. И задать количество дочерних процессов и время таймаута для них.
Для этого нужно будет зайти на сервер по ssh и прописать эти настройки в конфигурационный файл php. Это удобно сделать в файле для пользователя, для которого был создан домен в ISP.
Обычно он находится в /etc/php/7.0/fpm/pool.d
Итак: sudo nano /etc/php/7.0/fpm/pool.d/www-root.conf
Видим там по умолчанию такие настройки:
Pm = dynamic
pm.start_servers = 1
pm.min_spare_servers = 1
pm.max_children = 5
pm.max_spare_servers = 5
Чтобы заработал режим ondemand, нужно заменить это на:
pm = ondemand
pm.max_children = 5
pm.process_idle_timeout = 10s
И перезапустить php-fpm командой
Sudo service php7.0-fpm restart
После этого процессы php-fpm7.0 будут создаваться по требованию (при наличии нагрузки), максимальное их количество будет =5, а после 10 секунд простоя процесс будет убиваться, освобождая оперативную память.
На всякий случай, запустим наш тест еще раз, чтобы убедиться, что вся эта самодеятельность не повлияла в худшую сторону на производительность сайта:
Теперь давайте запустим Loaddy с большим количеством посетителей, чтобы понять, сколько соединений способен выдержать наш сервер:
Радует то, что все запросы были обработаны, пусть и с большой задержкой, при большом их количестве в секунду. Время ответа сервера приближается к 10 секундам при количестве обращений 190+ Но давайте вспомним график режима apache, где 4 секунды ответа сервера мы получили уже при 80+ пользователях, тогда как в режиме php-fpm аналогичные лаги наблюдаются при 130 запросах, которые мы специально выделили курсором на графике выше.
А ведь это тот же самый VPS.
Таблица процессов top в конце испытания (при 200 пользователях):
Заметим, что после окончания тестирования, память, используемая pfp-fpm освободилась:
А значит наш сервер готов к новым нагрузкам.
Необходимо помнить, что сайт работает в режиме nginx+php-fpm, это означает что в работе не используется apache2 и как следствие – не используется.htaccess. Это может казаться не удобным, но это самый быстрый из возможных вариантов, а поисковики лучше ранжируют сайты, которые работают быстро.
Заключение
В завершении еще один небольшой момент: Если вы настроили на сервере всё что хотели и решили отключить панель управления ISP, или у вас кончилась на неё лицензия, учтите, что процесс “core” от неё так и останется висеть у вас на сервере. По прошествии месяцев он может разрастись, так что лучше его “убить” и удалить из автозапуска и crona.Если хотите самостоятельно протестировать сайт с помощью Loaddy или же другими методами, он доступен по адресу
В первой статье мне бы хотелось немного затронуть именно эту тему, так как очень важно знать механизмы работы инструмента (в нашем случае - веб-сервера), реализовывающего работу нашего сайта. Мы немного идеализируем веб-сервер, упустим некоторые тонкие технические нюансы, чтобы было проще понять суть. Постараюсь расписать как можно проще и доступнее:)
Помню, давно я думал, что Интернет сосредоточен в одном месте, представлял что-то типа лаборатории, где расположено большое количество аппаратуры, поддерживающей работу всего этого. Тогда я не мог оценить масштабы Глобальной сети и сложности ее структуры. В действительности же, Интернет - это абстрактное понятие, ресурсы Интернета разбросаны по оборудованию на всем земном шаре. Для связи этого оборудования между собой на огромных расстояниях придумали специальные алгоритмы и стандарты, в частности, протокол TCP/IP , на котором в настоящее время функционирует наш Интернет. Согласно этому стандарту, каждый компьютер, находящийся в Глобальной сети, имеет свой уникальный адрес - IP-адрес . IP-адрес представляет собой последовательность четырех чисел в диапазоне от 0 до 255, разделенных между собой точками (например, 92.166.31.18). Один компьютер может связаться с другим компьютером в сети, зная его IP-адрес. Но сказать "компьютер связался с компьютером" не совсем верно, так как связываются не сами компьютеры, а сетевые службы (программы, если хотите), выполняющиеся на них. Допустим, вы отправляете электронную почту дедушке, при этом ваша почтовая программа связывается с почтовым сервером для отправки письма.
На компьютере одновременно может работать несколько сетевых программ, поэтому помимо IP-адреса для связи протоколом TCP/IP предусмотрено дополнительно такое понятие как порт . Порт - это число в диапазоне от 1 до 65536. Таким образом, минимальным условием для связи одной сетевой программы с другой является наличие у первой IP-адреса и номера порта второй. Совокупность IP-адреса и порта принято записывать через двоеточие (например, 192.168.35.2:443).
Для установления связи первой программе задается номер порта и она начинает "ожидать" подключение второй. Второй программе указывается тот же самый номер порта и IP-адрес компьютера, на котором запущена первая программа. Связь двух программ напоминает звонок по сотовому телефону: Вася звонит Пете, Петя берет трубку и начинается разговор. При этом номер телефона - это совокупность IP-адреса и номера порта в нашем случае.
Программа, ожидающая подключение, называется сервером . Серверу при запуске указывается номер порта, часто говорят: "сервер слушает порт". На компьютере не может быть запущено более одного сервера с одинаковым номером порта (иначе невозможно определить, к какому из серверов подключаться). Программа, устанавливающая соединение с сервером, называется клиентом . На клиентов не распространяется подобное ограничение (например, можно запустить два джаббер-клиента). Также к серверу могут подключаться несколько клиентов с разных компьютеров, если это поддерживает сам сервер.
Теперь давайте на основе этих поверхностных знаний определим, что такое веб-сервер . Во-первых, судя по названию, это сетевая программа, ожидающая и принимающая соединения (сервер). По умолчанию, веб-сервер "слушает" порт под номером 80. Веб-сервер поддерживает работу одновременно с несколькими клиентами (несколько человек одновременно могут просматривать сайт). Клиентом для веб-сервера выступает веб-браузер (Internet Explorer, Opera и так далее).
Таким образом, сайт функционирует за счет веб-сервера, который отправляет странички этого сайта клиентам, запрашивающих их у него. Для того, чтобы запросить страницу необходимо знать IP-адрес компьютера, на котором запущен веб-сервер с нужным нам сайтом. Но запоминать IP-адреса неудобно, поэтому придумали доменные имена, представляющие собой некую текстовую сущность (например, yandex.ru). Очевидно, что доменные имена более понятны и более легки в запоминании. Однако, протокол TCP/IP не в состоянии найти требуемый компьютер по доменному имени, поэтому его необходимо преобразовать в IP-адрес. Для этого служат DNS-сервера, на которых расположены таблицы соответствий доменных имен и IP-адресов. Допустим, когда мы вводим в адресной строке браузера домен yandex.ru, в первую очередь посылается запрос в DNS-сервер для определения IP-адреса данного домена. Когда адрес определен, браузер пытается связаться с веб-сервером по этому адресу и по стандартному порту под номером 80. Если соединение с веб-сервером установлено, браузер запрашивает у веб-сервера требуемую страницу сайта.
В принципе, веб-сервер можно настроить на работу и на другом порту, в таком случае в браузере при запросе страницы необходимо его указывать через двоеточие после доменного имени (например, site.ru:3182).
Каким же образом происходит запрос страницы сайта у веб-сервера браузером? Понятное дело, что для взаимодействия веб-сервера и браузера необходим "общий язык", то есть некий стандарт, по которому формируются запросы и ответы. Этим стандартом служит протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol). Этот протокол довольно прост, так как соответствует схеме "запрос-ответ". Говоря другими словами, на каждый HTTP-запрос веб-браузера веб-сервер отвечает HTTP-ответом. По своей инициативе веб-сервер HTTP-пакеты не шлет (к тому же, зачастую, после завершения операции "запрос-ответ" сервер разрывает соединение с клиентом).
Давайте рассмотрим структуру HTTP-пакета. HTTP-запрос и HTTP-ответ состоят из двух блоков - блока заголовков (headers) и блока тела пакета. Эти блоки отделены друг от друга двумя символами перевода строк (то есть между заголовками и телом расположена пустая строка). В блоке заголовков расположены различные параметры пакета, блок тела содержит какие-либо данные. Второй блок может отсутствовать, то есть HTTP-пакет может состоять только из блока заголовков. Для примера выполним запрос главной страницы сайта ya.ru и рассмотрим HTTP-пакеты, участвовавшие в нем. При запросе главной страницы браузер Firefox отправил веб-серверу следующий HTTP-запрос:
GET / HTTP/1.1 Host: ya.ru User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; ru; rv:1.9.2) Gecko/20100115 Firefox/3.6 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8 Accept-Language: ru,en-us;q=0.7,en;q=0.3 Accept-Encoding: gzip,deflate Accept-Charset: windows-1251,utf-8;q=0.7,*;q=0.7 Keep-Alive: 115 Connection: keep-alive
В HTTP-запросе отсутствует блок данных (так как отсутствует пустая строка, которая бы отделяла заголовки от данных). Давайте рассмотрим представляющие для нас в данный момент интерес строки этого запроса. Во-первых, самая первая строка:
GET / HTTP/1.1
"GET" - тип запроса. Два наиболее распространенных типа запросов - это GET и POST. О них мы поговорим в одной из следующих статей или уроков. "/" указывает на то, что запрашивается главная страница сайта. В противном случае здесь указывается путь и имя запрашиваемой страницы или файла. "HTTP/1.1" - версия протокола HTTP.
Host: ya.ru
Параметр Host содержит домен сайта, к которому происходит обращение.
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; ru; rv:1.9.2) Gecko/20100115 Firefox/3.6
User-Agent содержит информацию о клиенте: тип браузера, операционной системы и так далее. Остальные параметры в данный момент нас особо не интересуют.
На данный HTTP-запрос веб-сервер ответил следующим HTTP-ответом:
HTTP/1.1 200 OK Server: nginx Date: Thu, 25 Feb 2010 12:31:25 GMT Content-Type: text/html; charset=utf-8 Last-Modified: Tue, 12 Jan 2010 15:29:06 GMT Transfer-Encoding: chunked Connection: keep-alive Content-Encoding: gzip
Пустая строка указывает на наличие блока данных (тела пакета). Как и в случае с HTTP-запросом рассмотрим наиболее важные строки полученного ответа. В первой строке указывается версия протокола HTTP (HTTP/1.1) и код результата. Код результата 200 означает, что запрос выполнен успешно. В описании протокола HTTP расписаны все коды результатов. С некоторыми из них, например, 403 и 404, мы познакомимся в будущем.
Server: nginx
Параметр Server содержит название веб-сервера. В нашем случае мы имеем дело с веб-сервером nginx. Данный параметр может отсутствовать в HTTP-ответе, если администратор данного сервера по каким-либо причинам не желает оглашать эту информацию.
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Type содержит тип переданных данных и, если необходимо, их кодировку (charset). Также в заголовках часто содержится параметр Content-Length, содержащий размер переданных сервером данных в байтах. В блоке тела пакета содержится код запрошенной страницы.
Таким образом, мы познакомились с основными принципами функционирования веб-сервера, рассмотрели схему "запрос-ответ". Очень полезно для веб-мастера как можно лучше знать протокол HTTP, ведь это основа функционирования сайта. В последующих статьях и уроках мы будем знакомиться с различными возможностями веб-сервера, не затронутыми в данной статье, и рассматривать, как они реализованы протоколом HTTP. А в первом уроке мы научимся сами устанавливать и настраивать веб-сервер.
Если Вы напечатаете в адресной строке вашего браузера http://www.сайт/how-web-server-work/ и нажмете клавишу Enter - эта страничка нашего Веб-сайта появится на экране.
На самом базовом уровне произошло следующее: Ваш браузер сформировал подключение к Веб-серверу, отправил запрос на получение Веб-страницы страницы и получил ее.
Теперь немного подробнее:
URL состоит из трех частей:
1. Протокола (http)
2. Имени сервера (www.сайт)
3. Адреса страницы (how-web-server-work)
Браузер обращается к серверу доменных имен, чтобы перевести имя сайта www.сайт в IP-адрес , который он использует, чтобы подключиться к серверной машине. Браузер затем образует соединение с Веб-сервером по указанному IP-адресу на порт 80 или любой другой, если так задумано (Мы обсудим порты позже в этой статье).
Следуя протоколу HTTP, браузер послал запрос на сервер, запрашивая файл http://www.сайт/how-web-server-work/
Обратите внимание, что файлы cookie также могут быть отправлены от браузера к серверу.
В ответ сервер сгенерировал динамическую Веб-страницу и послал обратно HTML текст для отображения этой страницы в Вашем браузере. Файлы cookie также могут быть отправлены от сервера к браузеру в заголовке страницы. Браузер читает HTML-теги и формирует вывод Веб-страницы на экране.
Интернет
Так что же такое «Интернет»? Интернет представляет собой сотни миллионов компьютеров, связанные вместе в компьютерную сеть . Сеть позволяет всем компьютерам взаимодействовать друг с другом. Домашний компьютер может быть связан с сетью Интернет при помощи самых разных способов и устройств – начиная с примитивного модема для телефонной линии, закачивая соединением по локальной сети (LAN ) с Интернет-провайдером (ISP ).
Крупные Интернет-провайдеры поддерживают волоконно-оптические линии для всей страны или региона. Магистральные сети проложены во всем мире, соединенные по волоконно-оптическим линиям, подводным кабелям или спутниковым каналам. Таким образом, каждый компьютер в сети Интернет подключен к любому другому компьютеру в сети Интернет.
Клиенты и Серверы
В общем, все компьютеры в Интернет, можно разделить на две категории: серверы и клиенты. Компьютеры, обеспечивающие сервисы (такие как Веб-серверы, серверы FTP, облачные сервисы) для других машин являются серверами . Машины, которые используются для подключения к этим услугам — клиенты . При подключении к Google , чтобы выполнить поисковый запрос или воспользоваться каким-либо его сервисом, Google предоставляет свой компьютер (возможно, целый кластер мощных компьютеров) для обслуживания Вашего запроса. Таким образом, Google предоставляет сервер. Ваша машина тоже может предоставлять услуги кому-то в Интернете. Таким образом, пользовательская машина, обычно, является клиентом, хотя может становиться и сервером, в случае необходимости.
Сервер может предоставить одну или несколько услуг в Интернете. Например, на компьютере-сервере может быть установлено программное обеспечение, позволяющее ему выступать в качестве Веб-сервера, e-mail сервера и FTP сервера. Компьютеры-клиенты, которые присоединяются к серверу, направляют свои запросы к специальному программному обеспечению, работающему на общем компьютере-сервере. Например, если вы используете Веб-браузер на вашем компьютере, он будет «общаться» с Веб-сервером на компьютере-сервере. Ваше e-mail приложение будет «говорить» с сервером электронной почты, и так далее.
IP-адреса
Чтобы соединить все эти машины в сеть, у каждого компьютера в Интернете есть уникальный адрес, называемый IP-адрес . Типичный IP-адрес выглядит так:
Четыре числа в IP-адресе называются октеты потому что они могут принимать значения между 0 и 255 или 2 8 вариантов значений.
Каждый компьютер в Интернет имеет свой уникальный IP-адрес. Сервер имеет статический IP-адрес, который меняется редко. Домашний компьютер часто имеет IP адрес, назначенный провайдером, когда машина соединяется с ним. Этот IP-адрес является уникальным для этой сессии, но может оказаться другим в следующий раз. Таким образом, ISP, нужен только один IP адрес для каждого маршрутизатора, которые он поддерживает, а не для каждого клиента.
Если вы работаете на Windows машине, вы можете просмотреть множество информации об Интернете на вашем компьютере, включая ваш текущий IP-адрес и имя хоста, с помощью команды ipconfig . На UNIX-машине, надо набрать nslookup в командной строке для отображения IP-адреса машины.
Доменные имена
Поскольку большинство людей имеют трудности с запоминанием последовательности цифр, которые составляют IP-адреса, и потому, что IP-адреса иногда нужно менять, все серверы и сайты в Интернете также имеют и удобочитаемые имена, называемые доменными именами . Например, www.. Это проще для большинства из нас — запомнить www.сайт чем запоминать 5.9.205.233
Имя www.сайт на самом деле состоит из трех частей:
1. Имя World Wide Web (www). На самом деле можно обходиться и без явного указания «www», хотя, формально, это будет другая сеть.
2. Доменное имя (qriosity)
3. В зоне домена верхнего уровня (ru)
Доменными именами управляют Регистраторы доменных имен . Регистраторы создают доменные имена верхнего уровня и гарантируют, что все имена в зоне верхнего уровня домена является уникальным. Регистратор также предоставляет контактную информацию для каждого доменного имени и запускает сервис whois , указывающий на владельца домена. Имя хоста создается владельцем домена.
Серверы доменных имен
Набор серверов, называемых серверы доменных имен (DNS) сопоставляет удобочитаемые имена в IP-адреса. Эти серверы содержат простые базы данных, содержащие имена и IP-адреса, и они распределены по всему Интернету. Большинство отдельных компаний, Интернет-провайдеров и крупных университетов поддерживают малые DNS. Существуют также центральные DNS, которые используют данные, поставляемые Регистраторами доменных имен.
При вводе URL-адреса http://www..сайт, передает его на сервер доменных имен, сервер возвращает правильный IP-адрес для www.сайт. Целый ряд серверов имен может быть вовлечен в то, чтобы получить правильный IP-адрес.
Итак, повторим прочитанное: Интернет состоит из миллионов машин, каждая с уникальным IP-адресом. Многие из этих машин – серверы. Это означает, что они предоставляют услуги другим компьютерам в Интернет. Многие из этих серверов являются серверами электронной почты, Веб-серверами, FTP-серверами, серверами облачных сервисов.
Порты
Любой сервер делает свои услуги доступными через Интернет с помощью пронумерованных портов , по одному для каждой службы, доступной на сервере. Например, есть компьютер-сервер, на котором запущен Веб-сервер и FTP-сервер. Веб-сервер, как правило, будет доступен на порту 80, а FTP-сервер будет доступен на порту 21. Клиенты подключаются к сервису на определенный IP адрес и на определенный порт.
Каждая из самых популярных услуг, доступна на заранее известном номере порта, но можно назначить и собственный номер порта любой услуге.
Если сервер принимает соединения на порту от внешнего мира, и если брандмауэр не защищает порты, вы можете подключиться к заранее обусловленному порту с любого компьютера в Интернет и воспользоваться услугой. Обратите внимание, что нет ничего, что заставляет Вас, к примеру, держать Веб-сервер на порту 80. Если вы установили свой сервер и загрузили программное обеспечение Веб-сервера на нем, вы могли бы поставить Веб-сервер на порту 999, или любом другом неиспользуемом порту. Затем, если, например, Ваша машина будет известна как xxx.yyy.com то к ней могут подключаться с URL http://xxx.yyy.com:999 - «:999» явно указывает номер порта, по которому можно добраться до вашего Веб-сервера. Если порт не указан, то браузер просто предполагает, что Веб-сервер доступен с помощью хорошо известного порта 80.
Протоколы
Как только клиент подключен к службе на данном порту, он обращается к сервису с помощью специального протокола . Протокол — это набор соглашений логического уровня, позволяющий программам обмениваться данными. Для совместной работы компьютеров в сети Интернет используется семейство протоколов TCP/IP . Веб-сервер использует протокол HTTP.
Дополнительно: Безопасность
Вы можете видеть из этого описания, что Веб-сервер это довольно простой фрагмент программного обеспечения. Он принимает имя файла, отправленного с помощью команды GET, получает файл и отправляет его в браузер. Даже если брать в расчет весь код для обработки портов, программа простейшего Веб-сервера состоит не более, чем из 500 строк кода. Полномасштабные Веб-серверы являются более сложными, но в своей основе тоже очень просты.
Большинство серверов устанавливают некоторый уровень безопасности к процессам обслуживания. Простейший вариант – запрос логина и пароля для получения доступа к серверу. Более продвинутые серверы добавляют дополнительную безопасность, путем установления зашифрованной связи между сервером и браузером, так что конфиденциальная информация (например, номера кредитных карт) может быть выслана по Интернету.
Это действительно все, что нужно Веб-серверу, который обслуживает стандартные, статические Веб-страницы . Статические страницы – это страницы, которые не изменяются, если вебмастер сам не отредактирует их.
Дополнительно: Динамические страницы
Что такое динамические Веб-страницы ? Например:
1. Любая гостевая книга позволяет ввести сообщение в HTML-форме, и выводит новые и старые записи автоматически.
2. Любой поисковик позволяет ввести ключевые слова в HTML-форме запроса, и тогда он динамически создает страницу, на основе поиска информации по этим ключевым словам.
Во всех этих случаях, Веб-сервер осуществляет не просто «поиск файла». Он обрабатывает информацию и генерирует страницы в зависимости от специфики запросов. Почти во всех случаях, Веб-сервер, использует так называемые скрипты — программный код, написанный на PHP, Perl, Java и других языках программирования, чтобы совершить этот процесс.
Страницы нашего сайта — тоже являются динамическими, созданными при помощи PHP с использованием баз данных MySQL.
Интернет ворвался в нашу жизнь на огромной скорости. Приручил к себе всех поголовно, опутал своей паутиной и не собирается нас отпускать. Ежедневно пролистывая десятки, сотни страниц сайтов, мало кто задумывается о том, что собой представляет эта глобальная сеть Интернет, как она работает, что означают те или другие термины. Сегодня наша речь пойдет о том, что такое веб сервер, для чего он нужен, какие функции выполняет.
Что понимают под понятием веб сервер? Совокупность веб серверов является основой Интернета. Не будь их, не было бы всемирной паутины. Пользователи просто не смогли бы общаться друг с другом, отыскивать нужную им информацию, заводить и поддерживать свои сайты и блоги. Веб серверами могут являться компьютеры или особые программы, которые исполняют роль сервера.
Функции веб сервера
Главная задача веб сервера принимать HTTP-запросы от пользователей, обрабатывать их, переводить в цифровой компьютерный код. Затем выдавать HTTP-ответы, преобразуя их из миллионов нолей и единичек в изображения, медиа-потоки, буквы, HTML страницы.
Любой веб сервер, для удобства его использования пользователями, должен иметь удобный веб-браузер. Он передает веб серверу запросы, преобразованные в URL-адреса интернет — ресурсов.
Наряду со стандартными функциями, некоторые веб серверы имеют дополнительные. Так, к примеру, соответствующее программное обеспечение может фиксировать число обращений пользователей к тому или иному ресурсу, записывать их в отдельный журнал. А еще они могут поддерживать HTTPS, что не маловажно для защищенного соединения между сайтами и пользователями. Зачастую веб-сервер устанавливается вместе с мейл-сервером. Это позволяет пользователям быстро переходить на страничку почты прямо с сайта, нажав всего лишь на одну гиперссылку.
Для чего нужен веб сервер?
Как уже становится ясно из вышесказанного, веб сервер нужен всем, кто пользуется сетью Интернет для обмена информацией. Однако обращаться к нему приходится по большому счету не человеку, а программам и устройствам. Например, антивирусные программы часто просят сервер отыскать в сети и обновить свои базы данных. Активно сотрудничают с веб серверами мобильные телефоны, телевизоры и прочие устройства, которые имеют доступ в Интернет. При этом можно программы настроить на автоматическое обновление. Тогда участие пользователя в данном процессе будет практически ненужно. Но некоторые обновляющиеся базы данных все же лучше контролировать самостоятельно.
Самые известные веб серверы
Наиболее известными и распространенными веб серверами являются Microsoft IIS и Apache. Самым популярным из них является Apache. Его программное обеспечение используется более чем на 60% всех существующих. Во многом это стало возможным благодаря тому, что Apache является бесплатным. Разработчики постоянно анализируют ошибки своего продукта и устраняют их. Недостаток программы в том, что по большому счету она предназначена для профессиональных программистов и пользователей, поэтому обслуживать и настраивать ее достаточно тяжело.
Компания Microsoft, наоборот, свой веб сервер IIS стремится сделать доступным для понимания среднестатистического пользователя. Все его настройки можно провести без специалистов. Вполне возможно, что данная программа сможет догнать своего конкурента с индейским именем по числу пользователей.
И Apache и IIS отлично работают со многими операционными системами, например с Mac OS, Linux, различными модификациями Microsoft Windows и многими другими. Эти два веб сервера стабильны в работе, имеют хорошую скорость, к ним можно подключить дополнительные модули.
Веб-сервер - это сервер, принимающий HTTP-запросы от клиентов, обычно веб-браузеров, и выдающий им HTTP-ответы, обычно вместе с HTML-страницей, изображением, файлом, медиа-потоком или другими данными. Веб-серверы - основа Всемирной паутины.
Веб-сервером называют как программное обеспечение, выполняющее функции веб-сервера, так и непосредственно компьютер, на котором это программное обеспечение работает.
Клиент, которым обычно является веб-браузер, передаёт веб-серверу запросы на получение ресурсов, обозначенных URL-адресами. Ресурсы - это HTML-страницы, изображения, файлы, медиа-потоки или другие данные, которые необходимы клиенту. В ответ веб-сервер передаёт клиенту запрошенные данные. Этот обмен происходит по протоколу HTTP.
Основное действие конечного пользователя в Интернете – это "переход на Web-страницу". На самом общем уровне это предполагает совместную работу пары приложений:
Web-браузера, такого как Firefox или Internet Explorer, который показывает в удобной для человеческого восприятия форме запрашиваемую страницу, которую он получает от…
Web-сервера, находящегося, как правило, на удалённой машине, который отвечает на запрос страницы потоком данных в формате HTML или аналогичном.
С браузерами имеют дело пользователи, которые подходят к их выбору и анализу с надлежащей тщательностью. Напротив, серверы видны только техническому персоналу сайтов. Более того, хотя существует множество различных Web-серверов, около 90% всех сайтов, согласно недавним исследованиям Netcraft, работают всего на двух из них - Apache и Internet Information Server (IIS). Оба эти сервера – тщательно проработанные продукты, обладающие не только очень длинным списком встроенных возможностей, но и процветающим "вторичным рынком" книг, дополнений, консультаций, провайдеров и т.д.
Web-сервер оценивается по целому ряду важнейших параметров:
Эффективность: как быстро он отвечает на запрос?
Масштабируемость: продолжает ли сервер работать надёжно, когда к нему одновременно обращаются много пользователей?
Безопасность: совершает ли сервер только те операции, которые должен? Какие возможности он предлагает для аутентификации пользователей и шифрования потока обмена информацией? Делает ли его использование более уязвимыми соседние приложения или хосты?
Работоспособность: какие у сервера режимы отказа и аварийные ситуации?
Соответствие стандартам.
Гибкость: можно ли настроить сервер для принятия большого количества запросов или динамических страниц, требующих значительных вычислений, или сложной аутентификации, или...?
Требования к платформе: на каких платформах возможно использование сервера? Предъявляет ли он особые требования к аппаратной платформе?
Управляемость: легко ли установить и обслуживать сервер? Совместим ли он с организационными стандартами по ведению журналов, аудиту, оценке затрат и т.д.?
Известные веб-серверы:
· Apache - свободный веб-сервер, наиболее часто используемый в UNIX-подобных операционных системах;
· IIS от компании Microsoft, распространяемый с серверными ОС семейства Windows
· nginx - свободный веб-сервер,
· lighttpd - свободный веб-сервер.
· Google Web Server - веб-сервер, основанный на Apache и доработанный компанией Google.
· Resin - свободный веб-сервер приложений.
· Cherokee - свободный веб-сервер, управляемый только через web-интерфейс.
· Rootage - веб-сервер, написанный на java.
· THTTPD - простой, маленький, быстрый и безопасный веб-сервер.
«Лёгкие» Web-сервера
Обычно «лёгкий» подразумевает простой, легко инсталлируемый, хорошо налаженный, нетребовательный и устойчивый – меньшего размера и менее сложный, чем Apache и IIS, которые в попытке удовлетворить свой большой рынок превратились в довольно громоздкие конструкции.
Достаточно лёгкие серверы открывают возможности, недоступные лидерам рынка и другим «тяжёлым» альтернативам. К примеру, весь сервер может поместиться в одном файле. Это удобно для разработчика, вы можете экспериментировать с новыми идеями, запуская их на лёгком сервере, инсталляция которого занимает секунды. Также из-за своей нетребовательности лёгкие серверы успешно функционируют на машинах, которые просто не могут выдержать тяжесть IIS.
Маленькие лёгкие Web-серверы также неплохо работают на промышленных компьютерах в удалённых системах, в жёстких условиях или в условиях недостаточного электропитания. В этих ситуациях большим преимуществом является возможность обрабатывать Web-страницы каким-то приложением, которое не требует большой производительности или пространства на диске; это значит, что удаленные машины могут иметь встроенные доступные через Web управляющие консоли, без сложностей разработки и накладных расходов, характерных для Apache.
Почти все лёгкие Web-серверы имеют в той или иной степени открытый исходный код. Если нам требуется особое поведение Web-сервера, то описанные ниже серверы настолько малы, что их легко понять и, следовательно, усовершенствовать. Эти Web-серверы – отличный исходный материал для проектов, в которых Web-серверы встраиваются в специальное оборудование или в специфические приложения, предназначенные для работы на компьютерах общего назначения. Они также широко используются на обычных Web-сайтах:
· YouTube использует lighttpd для быстрой доставки архивированного контента, например, видео;
· cdServe работает на CD-дисках "German Woodworking Machinery and Tools";
· LiteSpeed «отметился» в twitter, www.funnyoride.com, www.airliners.com, WordPress.com, fanfiction.com, SlashGear, www.forumactif.com и в других заметных Web-сайтах;
· OpenSUSE, RubyOnRails, MarkaBoo и несколько других заметных сайтов опираются на Mongrel;
· thttpd работает на ht.com, mtv.com, The Drudge Report, garfield.com и др.
Лёгкие серверы играют свою роль даже в реальных вычислительных центрах, включая перечисленные выше солидные сайты и не только их. Особо высокопроизводительные сайты сегментируют свои операции, чтобы извлечь максимальную выгоду из кэширования, прокси-серверов и т.д. Сайт на основе Apache, к примеру, может иметь архитектуру, в которой медленно изменяющиеся изображения доставляются посредством «минималистского» Web-сервера из выделенной файловой системы. То, что видит в действительности конечный пользователь – это результат командной работы Apache и одного или нескольких дополнительных Web-серверов, каждый из которых играет роль, в которой он превосходит остальных. Такая конструкция может дать очень быстрые результаты с минимальными затратами на вычисления.
Хотя имеют много общего, внутри данной категории есть и различия. Большинство «лёгких» Web-серверов написаны на C, но есть и ряд успешных реализаций на других языках, в том числе на Erlang, Java, Lisp, Lua, Perl, Python и Tcl.
Все лёгкие Web-серверы меньше и конфигурируются легче, чем Apache. Некоторые из них быстрее, чем Apache, некоторые намного быстрее; в других упор сделан на безопасность, бесперебойную работу при больших загрузках, расширяемость или экономию памяти. В любом случае в них можно полностью разобраться, что уже нереально для Apache.
К числу очень маленьких Web-серверов относятся:
· Cheetah Server , содержащий менее тысячи строк на C.
· DustMote , очень маленький Web-сервер, реализованный в одном Tcl-исходнике размером примерно 3000 байт.
· fnord занимает менее 20K, в зависимости от платформы и конфигурации. Несмотря на маленький размер, он поддерживает виртуальный хостинг, CGI и keep-alive.
· ihttpd , имея менее 800 строчек C, умеет обслуживать страницы, включая CGI, посредством inetd.
· mattows поддерживает CGI, насчитывая при этом всего лишь 600 строк на C.
· Scrinchy , несмотря на маленький размер - около 30 KB - поддерживает примечательно много языков сценариев, включая специализированный стековый язык под названием Sy.
Маленький размер не препятствует серьёзному использованию этих серверов; fnord, например, обслуживает тысячи одновременных соединений.
· cghttpd – минимальный Web-сервер, который можно рассматривать как эксперимент по использованию асинхронных средств, доступных в ядрах Linux серии 2.6.
· darkhttpd – быстрый однопоточный сервер HTTP/1.1.
· Gatling специально разработан для высокой производительности. Поддерживает FTP, IPv6, виртуальный хостинг, CGI и т.п.
· Kernux – модуль ядра Linux, который обеспечивает выполнение HTTP-демона.
· lighttpd – пятый по популярности Web-сервер в мире. Он оптимизирован под большое количество одновременных соединений: Типичный сценарий – использование lighttpd как сервера, разгружающего основной сервер, для выдачи статического контента...
· LiteSpeed Web Server – коммерческий лёгкий Web-сервер, в котором особый упор сделан на производительность и безопасность. LiteSpeed Technologies Inc. заявляет об ускорении в шесть раз для статического контента и несколько более скромных показателях для интерпретируемых страниц.
· Miniature JWS , известный также как tjws - написанный на Java Web-сервер, который обрабатывает сервлеты, JSP и тысячи параллельных соединений, занимая 77 килобайт. Его автор характеризует его так: "на 10% быстрее, чем Apache 2.x."
· Yaws – высокопроизводительный сервер HTTP/1.1, написанный на Erlang.
Многие Web-серверы реализованы как классы или библиотеки, разработанные для встраивания в большие приложения. Среди них особенно интересны:
· EHS – "встраиваемый HTTP сервер," класс C++, разработанный для встраивания в большие C++ приложения; и
· Embedded TCL Web Server , простейший Web-сервер, поддерживающий SSL и Basic Authentication и при этом фантастически быстрый – по замерам автора, не менее быстрый, чем lighttpd и AOLserver. Содержит меньше сотни строк Tcl.
На языке Python реализованы несколько Web-серверов, которые заполняют необычные ниши, в том числе:
· cdServer - маленький простой http-сервер на Python, "разработанный для выдачи (статического) контента с CD-ROM". Имеет ограниченные возможности в обслуживании динамического контента. У нас есть несколько проектов, которые включают доставку непортящихся "live CD", и инструменты типа cdServer являются для них критическими.
· edna – остроумный MP3-сервер на Python, основанный на HTTP.
Есть и другие интересные лёгкие Web-серверы, реализованные на Perl и на других, не так хорошо известных, языках:
· Camlserv – полный Web-сервер, написанный на ocaml и нацеленный на "высокоинтерактивные Web-страницы". Умещается в нескольких тысячах строчек ocaml, большинство из которых посвящено специальным возможностям работы с MySQL и HTML.
· dhttpd протоколирует обращения в том же формате, что и Apache. Имеет встроенный Perl-интерпретатор для поддержки CGI, виртуальный хостинг, IPv6, управление пропускной способностью и возможности безопасности.
· DNHTTPD написан на Perl для UNIX. Он поддерживает виртуальные хосты, SSL соединения, CGI и другое.
· Jellybean – написанный на Perl сервер Perl Object Server, основанный на HTTP.
· lns.http – общая Web-среда на LISP HTTP/1.1.
· Mongrel – библиотека и сервер для HTTP, написанные на Ruby.
· Nanoweb – быстрый, устойчивый Web-сервер, написанный на PHP. Имеет обширный список возможностей, включая полное соответствие HTTP/1.1, контроль обращений, аутентификацию, виртуальный хостинг, SSL совместимость и т.д.
· Naridesh – написанный на Perl Web-сервер.
· OpenAngel – написан на Perl. Безопасность.
· Xavante – HTTP/1.1 Web-сервер, написанный на Lua.
· XSP написан на C# и выполняет роль ведущего узла ASP.NET.
Мир Web-серверов состоит не только из Apache и IIS, их гораздо больше. В вашем распоряжении широкий выбор альтернативных решений – настолько маленьких, что их можно полностью понять, и при этом достаточно быстрых для серьёзных приложений.
