Web технологии

Общая архитектура

Задачи Frontend (web) сервера

• отдача статических документов
• проксирование (reverse proxy)
• балансировка нагрузки
• кеширование
• сборка SSI
• авторизация, SSL, нарезка картинок, gzip

Reverse proxy

• frontend (медленно) читает запрос от клиента
• frontend (быстро) передает запрос свободному backend
• backend генерирует страницу
• backend (быстро) возвращает ответ frontend серверу
• frontend (медленно) возвращает ответ клиенту

Результат: backend занят минимально возможное время.

Настройка проксирования в nginx

Настройка upstream в nginx

Backend (application) сервер

Роль application сервера заключается в исполнении бизнес-логики приложения и генерации динамических документов.

На каждый HTTP запрос application сервер запускает некоторый обработчик в приложении. Это может быть функция, класс или программа, в зависимости от технологии.

Протоколы запуска приложения

• Servlets и др. специализированные API
• mod_perl, mod_python, mod_php
• CGI
• FastCGI
• SCGI
• PSGI, WSGI, Rack

CGI - Common Gateway Interface

• Метод, QueryString, заголовки запроса - через переменные окружения
• Тело запроса передается через STDIN
• Заголовки и тело ответа возвращаются через STDOUT
• HTTP код ответа передается через псевдозаголовок Status
• Поток ошибок STDERR направляется в лог ошибок сервера

Переменные окружения CGI

• REQUEST_METHOD - метод запроса
• PATH_INFO - путь из URL
• QUERY_STRING - фрагмент URL после ?
• REMOTE_ADDR - IP адрес пользователя
• CONTENT_LENGTH - длина тела запроса
• HTTP_COOKIE - Заголовок Cookie
• HTTP_ANY_HEADER_NAME - любой другой HTTP заголовок

FastCGI и SCGI

Основная проблема CGI - низкая производительность. Протоколы FastCGI и SCGI призваны решить эту проблему путем демонизации приложения. Иногда это возможно сделать даже без изменения кода CGI приложения.

WSGI - актуальный протокол

WSGI, PSGI, Rack - протоколы вызова функции обработчика из application сервера. Сам application server при этом может выполняться в отдельном процессе или совпадать с web сервером. Как правило, при использовании этих протоколов в качестве application сервера выступает отдельный легковесный процесс.

WSGI - обработчик

Web Server Gateway Interface

• Обработчик - функция или класс (callable)
• Метод, QueryString, заголовки запроса - через аргумент environ
• Тело запроса передается через file-handle wsgi.input
• HTTP код ответа и заголовки ответа передаются через вызов функции start_response
• Тело ответа возвращается в виде списка (iterable) из обработчика
• Поток ошибок должен быть направлен в file-handle wsgi.stderr

Переменные environ

• CGI-like переменные: REQUEST_URI, ...
• wsgi.version - версия WSGI протокола
• wsgi.url_scheme - схема текущего URL: https или http
• wsgi.input - file-handle для чтения тела запроса
• wsgi.errors - file-handle для вывода ошибок
• wsgi.multithreaded - ...
• wsgi.multiprocess - ...

Развертывание WSGI

Что ложится на приложение ?

• Анализ PATH_INFO и выбор конкретного обработчика
• Разбор конкретных заголовков, например Cookie
• Разбор QUERY_STRING
• Разбор тела запроса:
  • x-www-form-urlencoded
  • multipart/form-data
• Вывод правильных заголовков ответа