计算机网络基础 (9)要点

10-1中国科学技术大学远程教育TCP/IP基本原理第十章Web服务10-2中国科学技术大学远程教育本章学习要求：掌握：Web与HTTP的概念与关系掌握：HTTP的工作原理了解：Web服务器软、硬件选择要点了解：IIS服务器的基本概念了解：Apache服务器的配置10-3中国科学技术大学远程教育Web(或称WorldWideWeb，简称)服务是最常见的Internet服务．而HTTP（HypertextTransferProtocol，超文本传送协议）是web的基础。Web服务是典型的客户/服务器结构的应用。Web的客户（通常称之为“浏览器”）与web服务器使用一个或多个TCP连接进行通信。Web客户端与服务器端通信时所采用的协议就是HTTP协议。Web服务器可以通过超文本链接指向另一个Web服务器，或者是其他类型的服务器（如FTP服务器、Telnet服务器等）。在HTTP的协议中，描述了一种从Web服务器返回给客户端的文档，称为HTML（超文本标记语言）文档。Web服务器还返回其他类型的文档（图像、无格式文本等）。与这些用HTML语言描述的文档一起、构成了丰富多彩的Web页面。10-4中国科学技术大学远程教育10.1HTTP协议简介HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。它于1990年提出，经过几年的使用与发展，得到不断地完善和扩展。HTTP协议的主要特点可概括如下：支持客户/服务器模式。简单快速：客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。灵活：HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。无连接：无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。无状态：HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。10-5中国科学技术大学远程教育10.1.1HTTP的工作原理由于HTTP协议基于请求/响应范模式(相当于客户机/服务器)，一个客户机与服务器建立连接后，发送一个请求给服务器，请求格式为：统一资源标识符(URL)、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。许多HTTP通讯是由一个用户代理初始化的并且包括一个申请在源服务器上资源的请求。最简单的情况可能是在用户代理和源服务器(Originserver)之间通过一个单独的连接来完成。如下图示：用户代理UA源服务器(O)连接V请求链响应链10-6中国科学技术大学远程教育当一个或多个中介出现在请求/响应链中时，情况就变得复杂一些。中介由三种：代理(Proxy)、网关(Gateway)和通道(Tunnel)。一个代理根据URI的绝对格式来接受请求，重写全部或部分消息，通过URI的标识把已格式化过的请求发送到服务器。网关是一个接收代理，作为一些其它服务器的上层，并且如果必须的话，可以把请求翻译给下层的服务器协议。一个通道作为不改变消息的两个连接之间的中继点。当通讯需要通过一个中介(例如：防火墙等)或者是中介不能识别消息的内容时，通道经常被使用。下面的图表明了在用户代理(UA)和源服务器(O)之间有三个中介(A,B和C)。一个通过整个链的请求或响应消息必须经过四个连接段。这个区别是重要的，因为一些HTTP通讯选择可能应用于最近的连接、没有通道的邻居，应用于链的终点或应用于沿链的所有连接。尽管下图是线性的，每个参与者都可能从事多重的、并发的通讯。例如，B可能从许多客户机接收请求而不通过A，并且／或者不通过C把请求送到A，在同时它还可能处理A的请求。用户代理UA连接V请求链响应链连接V连接V连接V源服务器(O)10-7中国科学技术大学远程教育任何针对不作为通道的汇聚可能为处理请求启用一个内部缓存。缓存的效果是请求／响应链被缩短，条件是沿链的参与者之一具有一个缓存的响应作用于那个请求。下图说明结果链，其条件是针对一个未被UA或A加缓存的请求，B有一个经过C来自O的一个前期响应的缓存拷贝。在Internet上，HTTP通讯通常发生在TCP/IP连接之上。缺省端口是TCP80，但其它的端口也是可用的。但这并不预示着HTTP协议在Internet或其它网络的其它协议之上才能完成。HTTP只预示着一个可靠的传输。用户代理UA连接V请求链响应链连接V源服务器(O)10-8中国科学技术大学远程教育这个过程就好像我们打电话订货一样，我们可以打电话给商家，告诉他我们需要什么规格的商品，然后商家再告诉我们什么商品有货，什么商品缺货。这些，我们是通过电话线用电话联系(HTTP是通过TCP/IP)，当然我们也可以通过传真，只要商家那边也有传真。以上简要介绍了HTTP协议的宏观运作方式，下面介绍一下HTTP协议的内部操作过程。首先，简单介绍基于HTTP协议的客户/服务器模式的信息交换过程，如下图所示，它分四个过程，建立连接、发送请求信息、发送响应信息、关闭连接。在中，“客户”与“服务器”是一个相对的概念，只存在于一个特定的连接期间，即在某个连接中的客户在另一个连接中可能作为服务器。服务器运行时，一直在TCP80端口(的缺省端口)监听，等待连接的出现。客户机服务器(O)建立连接发出请求信息发出响应信息拆除连接10-9中国科学技术大学远程教育下面讨论HTTP协议下客户/服务器模式中信息交换的实现。1）建立连接：通过申请套接字(Socket)实现的。客户打开一个套接字并把它约束在一个端口上，如果成功，就相当于建立了一个虚拟文件。以后就可以在该虚拟文件上写数据并通过网络向外传送。2）发送请求：打开一个连接后，客户机把请求消息送到服务器的停留端口上，完成提出请求动作。HTTP/1.0请求消息的格式为：请求消息=请求行(通用信息|请求头|实体头)CRLF[实体内容]请求行=方法+请求URL+HTTP版本号+CRLF方法=GET|HEAD|POST|扩展方法URL=协议名称+宿主名+目录与文件名方法描述指定资源中应该执行的动作，常用的方法有GET、HEAD和POST。不同的请求对象对应GET的结果是不同的，对应关系如下：对象GET的结果文件文件的内容程序该程序的执行结果数据库查询查询结果HEAD：要求服务器查找某对象的元信息，而不是对象本身。POST：从客户机向服务器传送数据，在要求服务器和CGI做进一步处理时会用到。用于发送HTML文本中FORM的内容，让CGI程序处理。10-10中国科学技术大学远程教育下面举一个请求的例子：GET头信息又称为元信息，即信息的信息，利用元信息可以实现有条件的请求或应答。请求头——告诉服务器怎样解释本次请求，主要包括用户可以接受的数据类型、压缩方法和语言等。实体头——实体信息类型、长度、压缩方法、最后一次修改时间、数据有效期等。实体——请求或应答对象本身。3）发送响应：服务器在处理完客户的请求之后，要向客户机发送响应消息。HTTP/1.0的响应消息格式如下：响应消息=状态行(通用信息头|响应头|实体头)CRLF(实体内容)状态行=HTTP版本号状态码原因叙述状态码表示响应类型1××保留2××表示请求成功地接收3××为完成请求客户需进一步细化请求4××客户错误5××服务器错误10-11中国科学技术大学远程教育响应头的信息包括：服务程序名，通知客户请求的URL需要认证，请求的资源何时能使用。4）关闭连接：客户和服务器双方都可以通过关闭套接字来结束TCP/IP对话。10-12中国科学技术大学远程教育10.2HTML语言简介HTML语言是超文本标记语言（HyperlinkMarkupLanguange）的缩写，它基于SGML（标准通用标记语言，StandardGeneralMarkupLanguage）的描述文档结构的语言。HTML语言使用描述性的标记符（称为标签）来指明文档的不同内容。标签是区分文本各个组成部分的分界符，用来把HTML文档划分成不同的逻辑部分（或结构），如段落、标题和表格等。标签描述了文档的结构，它向浏览器提供该文档的格式化信息，以传送文档的外观特征。用HTML语言写的页面是普通的文本文档（ASCII），不含任何与平台和程序相关的信息，它们可以被任何文本编辑器读取。HTML文档包含两种信息：页面本身的文本表示页面元素、结构、格式、和其它超文本链接的HTML标签。10-13中国科学技术大学远程教育10.3Web服务器在最简单的情况下，Web服务器就是一台计算机，它使用Internet传输协议和一个快速的Internet连接，向客户计算机发送其需要的HTML文件。然而，随着Internet的发展，最新型的Web服务器的配置越来越像传统的客户/服务器和多媒体系统。今天的Web服务器在Internet（或Intranet）上提供音频和视频服务，通信和协作服务，在客户输入的基础上动态地产生内容，下载组件和软件，影响和操作数据库应用程序及其他系统，在Internet上处理商务，并且提供大量的其他服务。Internet上的Web服务器Internet上的计算机通过IP地址（如，207.67.42.91）来确认。这些IP地址和每个机器相应的域名由Internet上的DNS（域名服务）服务器管理。这些服务器不断地保持同步并更新它们的数据库列表，这些数据库列表包含了Internet上唯一的用数字表示的IP地址和域名。当前，WorldWideWeb的通信量在Internet通信量中占了很大的部分。web服务器通过高速通信线路直接与Internet连接。这些服务器运行Web服务器软件，该软件使用HTTP（超文本传输协议）越过TCP/IP接收和发送HTIP的页请求，并把数据反馈给客户浏览器。HTTP是通过Web传送超文本文件（例如htm文件）的协议。10-14中国科学技术大学远程教育Internet使用HTTP协议在内部网络上传送文件。公司在他们现有的基于TCP/IP的网络上建立并配置Web服务器。Internet创作工具和组件技术使一些组织能够开发出更便宜的Interanet的Web服务器是企业网络的一部分。当使用WindowsNTServer和IIS建立企业内部互连网时，Web服务器成为现有的安全的企业网络的一部分，它允许用户访问HTML文件、Web应用程序、共享文件和打印机以及通过WindowsNTServer网络登录在的有的Web服务器上共享系统信息。还可以配置WindowsNTServer，针对不同的用户对Web服务器上的文件确定不同的访问级别。WindowsNT安全系统的适当的设置、安装防火墙软件和硬件来控制访问，使你能够为企业内部互连网以外的用户开放部分的内部网络。在本章的“安全性”一节中介绍关于防火墙软件的更多信息。Web服务器必须具备的条件运行Internet或Intranet应用程序的服务器，是你的商业事务中非常重要的部分。它们必须安全、可靠地运行，以确保对你的顾客不会产生任何影响。当然，它们也必须具有一定的伸缩性，使你的业务以所需的速度发展。在以下的小节中总结了Web服务器需要的软件和硬件。10-15中国科学技术大学远程教育Web服务器硬件运行InternetInformationServer4.0和WindowsNTServer4.0Web服务器的推荐硬件如下表所示。（这些推荐硬件不