web伺服器軟體如何工作原理

① web後台伺服器是如何工作的

近期准備session，希望能跟大家輕松地分享一些東西，一些常見的場景。比如：web後台伺服器到底是如何工作的。
上網過程對於普通人：首先，他需要一台電腦，然後，他的電腦可以接入網路，最後，他可以打開瀏覽器鍵入自己想要瀏覽的網址，然後就可以上網了。但是對於計算機來講，是一個比較復雜的過程，裡麵包含了信息如何保存，信息如何傳遞以及信息如何展示的過程。所以，針對整個上網過程，我們從前到後，分析一下其中包含的各種技術細節，可能不全，目的是拋磚引玉，希望大家在簡單的流程當中學習更多的東西分享出來，一些基礎知識則當做復習。之前buddy王老吉講過瀏覽器的工作方式，所以本文內容不包含瀏覽器的工作方式，重點在於各種後台服務以及通信層面的分析。

前面說到，用戶瀏覽器中鍵入網址便瀏覽網頁信息，這個網址實際上就是URL，英文全稱是Uniform Resource Locator——統一資源定位符。

完整的、帶有授權部分的普通統一資源標志符語法看上去如下：
協議://用戶名:密碼@子域名.域名.頂級域名:埠號/目錄/文件名.文件後綴?參數=值
協議部分可以是http，https，ftp等協議類型。

前面提到，互聯網上的每個文件都有一個唯一的URL，那麼，到底是如何確認的。前面提到了協議，協議是什麼？比如大家寫信時都需要寫郵編、地址和姓名，便可以通過這種方式將信郵寄到世界上唯一的那個人手裡，填寫的郵編，地址和姓名就是一種協議。協議的價值在於世界上所有的瀏覽器和後台伺服器都需要遵循http這些協議，才能正常進行信息的傳遞。
計算機通信跟人的通信是類似的，也是遵循各種協議的，不同的協議承載著不同的功能。通常，瀏覽器上網使用的是http或者https協議，從網路分層的角度來講，這些協議屬於應用層協議，建立在傳輸層之上。傳輸層跑是什麼協議呢？相信大家都非常熟悉，傳輸層跑的是TCP和UDP協議，再往下就是網路層，網路層上面跑的是IP數據報。每層的功能各不相同，每層的協議也不同，但是一般來講，越往下層，協議會越少，這樣才能化繁為簡，從而支持不同的上層協議。傳輸層協議一般是由操作系統層面支持的，同時還需要跟網路層進行交互（對於物理機來說就是網卡），所以針對我們操作系統之上的程序員來講，新創造的協議都是應用層協議，因為我們的通信都是在傳輸層（TCP和UDP）基礎之上構建的。

http是應用層協議，也就是說，在界面敲下網址那一刻，實際上瀏覽器向伺服器發送了http協議格式的消息，也叫做http請求。http協議是構建在tcp協議之上的，而tcp是可靠的協議，所以http協議無需考慮可靠性，只管傳輸就可以了。
http協議比較簡單，如下所示：

那麼瀏覽器又是如何組織http請求，並且將信息發送的相應伺服器的呢？例如： http://www..com

我們鍵入的僅僅是伺服器域名，但是實際上在網路中我們通信是通過套接字來進行通信的。套接字=IP + 埠，在網路中，IP的作用是用來在網路層進行路由定址，尋找唯一的主機；埠的作用是用來在這個主機中尋找唯一的進程。總體來說，套接字可以用來在網路中確定唯一主機的唯一進程，所以通過套接字我們可以進行通信。
但是問題是上網通過域名來訪問，那麼是如何通過域名來確認唯一主機的唯一後台web伺服器進程的呢？做一個假設，如果我們可以在互聯中提供一個確定的服務，這個服務裡面裝有域名到套接字的映射，上網的人通過這個服務獲取對應域名的套接字，那麼這個問題不就解決了。而實際上，DNS服務原理簡單來說就是剛才假設的方法，服務商通過提供公共的DNS服務，大家上網時便可以查詢到相應域名對應的套接字，通過這個套接字便可以訪問確定的伺服器了。真正的DNS服務其實更為復雜，分為迭代式查詢和遞歸式查詢，兩種方式各有優劣，同時，為了性能，DNS服務通常也配有不同級別的緩存，關於DNS的具體實現有興趣的可以自行查詢資料學習。
總結一下，上網時瀏覽器實際上做了兩件事，第一，通過瀏覽器內置的DNS客戶端，向DNS伺服器發送請求，獲取域名對應套接字；第二，使用套接字發送http請求，獲取數據，然後在瀏覽器端呈現。
另外，DNS服務也需要遵循某種協議才能通信，其協議為DNS協議，其服務固定為53埠，屬於應用層協議。DNS英文為DomainNameSystem。其實DNS服務跟電話簿的工作方式一樣，因為你沒法記得每個人的電話號碼，但是很容易記住每個人的名字。

上網前，我們的計算機裡面什麼都沒有，為何鍵入網址後能在界面顯示出各種各樣的數據？實際上，數據都來自於後台伺服器，所有的數據當然也都存儲在後台伺服器，瀏覽器僅僅請求數據。前面講了，請求數據時，使用套接字加上http請求來獲取數據，後台則必定要提供相應的套接字，接收信息，解析http請求，才能正常的返回客戶端需要的數據。所以，後台伺服器做的工作，第一，綁定套接字，通過該套接字向外提供http服務；第二，解析http請求，根據請求返回響應。

理論上講，我們可以實現自己的http服務，並且解析不同的http請求，返回響應。但是，作為開發者來講，重復造輪子是不推薦的，市面上有多種現成框架供我們選擇。對於java開發者來講，就有tomcat或者jetty，其他語言理論上也有類似的框架。tomcat和jetty幫我們做了什麼呢？實際上最主要的功能還就是接受http請求，針對不同的請求返回響應，當然，他們也提供了更多的高級特性，比如遵循servlet規范，使人們更高效的開發web應用。

總結一下，上網的實際流程在程序員的角度來看，首先需要通過DNS服務解析域名，獲取該域名所在web伺服器應用程序的套接字，然後瀏覽器組裝符合http協議的請求，通過套接字發送給web伺服器，web伺服器解析請求，根據解析結果將需要返回的內容組裝符合http協議的響應，瀏覽器接到響應後，根據http協議解析響應，獲取數據，將數據展示在瀏覽器上。
包含的知識點：DNS協議，HTTP協議，計算機網路知識，後台伺服器實現（tomcat/jetty等）。

② web伺服器的工作原理及安裝配置步驟

一、web伺服器的工作原理

1、客戶端發送請求

客戶端（通過瀏覽器）和Web伺服器建立TCP連接，連接建立以後，向Web伺服器發出訪問請求（如get）。

2、伺服器解析請求

Web伺服器對請求按照HTTP協議進行解碼來確定進一步的動作，設計的內容有三個要點：方法（GET）、文檔（／sample．html）、和瀏覽器使用的協議（HTTP／1．1）其中方法告訴伺服器應完動的動作，GET方法的含義很明顯是：伺服器應定位、讀取文件並將它返回給客戶。

3、讀取其它信息（非必須步驟）

Web伺服器根據需要去讀取請求的其它部分。在HTTP／1．1下，客戶還應給伺服器提供關於它的一些信息。元信息可用來描述瀏覽器及其能力，以使伺服器能據此確定如何返回應答。

4、完成請求的動作

若現在沒有錯誤出現，WWW伺服器將執行請求所要求的動作。要獲取（GET）一個文檔，web伺服器在其文檔樹中搜索請求的文件（／sample．html）。這是由伺服器機器上作為操作系統一部分的文件系統完成的。若文件能找到並可正常讀取，則伺服器將把它返回給客戶。

5、關閉文件和網路連接，結束會話。

當文件已被發郵或錯誤已發出後，web伺服器結束整個會話。它關閉打開的的被請求文件，關閉網路埠從而結束網路連接。有關的其它工作則是由客戶端來完成的，包括接收數據，並以用戶可讀的方式呈現出來。這些與伺服器無關。

二、web伺服器的安裝配置過程

以典型的web伺服器Tomcat為例，進行安裝配置。步驟如下：

1、在tomcat官網上下載tomcat安裝版本。

③ 什麼是https它和http的主要區別在哪裡

一、什麼是HTTPS

HTTPS是在HTTP上建立SSL加密層，並對傳輸數據進行加密，是HTTP協議的安全版。HTTPS主要作用是：

（1）對數據進行加密，並建立一個信息安全通道，來保證傳輸過程中的數據安全；

（2）對網站伺服器進行真實身份認證。

二、什麼是HTTP

HTTP是互聯網上應用最為廣泛的一種網路協議，是一個客戶端和伺服器端請求和應答的標准(TCP)，用於從WWW伺服器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳輸協議。HTTP是採用明文形式進行數據傳輸，極易被不法分子竊取和篡改。

1、HTTPS是加密傳輸協議，HTTP是明文傳輸協議；

2、HTTPS需要用到SSL證書，而HTTP不用；

3、HTTPS比HTTP更加安全，對搜索引擎更友好，利於SEO；

4、 HTTPS標准埠443，HTTP標准埠80；

5、 HTTPS基於傳輸層，HTTP基於應用層；

6、 HTTPS在瀏覽器顯示綠色安全鎖，HTTP沒有顯示；

總的來說HTTPS比HTTP更加安全，能夠有效的保護網站用戶的隱私信息安全，這也是為什麼現在的HTTPS網站越來越多。

④ 如何用Java實現Web伺服器

WEB容器工作原理

市面上的javaweb容器常見的有兩種，一種是jetty，一種是tomcat。要想用java實現web容器，首先要知道其工作雹孫原理。

以Tomcat為例，我們通常開發出來的war包，會放在tomcat中的webapp下面，tomcat會自動解壓war包。解壓完成後，其實就是一個servlet應用！換句話說，我們寫的war包中的servlet應用只需要關注業務層面的，處理http等網路鏈接的事情交給都交給tomcat了，一個請求到達tomcat的流程：

所以其實我們也可以手寫一個web容器，只要能接收請求並轉發給相應的servlet請求即可。

手寫一個小的web容器

整體結構大致如下

1、寫一個處理網路請求連接請求實體類、一個和網路請求連接響應實體類

2、寫一個容器主類，包括啟動棗山監聽埠等

3、寫容器的凳肆中介面，以及註解相關的url附加類便於讓應用servlet

4、寫一個app測試servlet，類似tomcat中跑的war包

如果你監聽的埠是8888，那麼就可以訪問localhost:8888/app，就可以測試了

結語

java寫web容器，其實沒什麼難的，簡單的寫一下了解一下原理即可，真實工作中是不建議自己寫的，有很多問題會考慮不周的。關於web容器網上也有很多例子，可以借鑒了解一下。祝你學習愉快。