Web服务基础（一）
一. Web Service
1.应用层相关协议
1.应用层协议：http，https
http也是由运行在用户空间的应用程序来实现的
2.传输层协议：TCP，UDP，SCTP
3.IANA：The Internet Assigned Numbers Authority，互联网数字分配机构
分配相关端口
1.0-1023：众所周知的，永久地分配给固定的应用使用，特权端口，即管理员才能进行启动停止
2.1024-41951：注册端口，要求并不是很严格，分配给程序注册为某应用使用；3306/tcp（MySQL），11211/tcp（memcache）
3.41952+：客户端程序随机使用的端口，动态端口或私有端口；其范围定义在/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
[root@sakura ~]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
32768 60999
4.BSD Socket：IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）的一种实现，允许位于不同主机（也可以是同一主机）上的进程之间进行通信
Socket API（封装了内核中socket通信相关的系统调用）
"根据协议类型进行分类"
1.SOCK_STREAM：TCP套接字
2.SOCK_DGRAM：UDP套接字
3.SOCK_RAW：raw套接字
"根据套接字所使用的地址格式分类，Socket Domain"
1.AF_INET：Address Family,IPV4
2.AF_INET6：IPV6
3.AF_UNIX：同一主机上的不同进程间基于socket套接字通信所使用的的一种地址；unix_SOCK，使用此方法可加快同主机进程间通信的效率，即一个进程向套接字文件写入数据，一个进程对此文件读取数据
5.TCP FSM（Finite State Machine 有限状态机）：
1.CLOSED：没有任何连接的状态
2.LISTEN：监听来自其他主机的TCP端口的连接请求
3.SYN_SENT：在主动方发送通信连接后，进入的状态
4.SYN_RECEIVED：在被动方收到请求的连接后，向主动方发送确认连接信息，进入的状态
5.ESTABLISHED：代表一个已经建立的连接
6.FIN_WAIT1：主动方向被动方发送结束连接请求后，进入的状态
7.CLOSE_WAIT：被动方收到结束信息后，向主动方发送确认信息后，等待上层应用发送关闭连接指令，进入此状态
8.FIN_WAIT2：主动方收到被动方发送的确认消息后，进入此状态
9.LAST_ACK：被动方向主动方发送关闭请求后进入此状态
10.TIMEWAIT：在收到被动方发送的结束请求后进入的状态
下图为基本TCP客户/服务器程序的套接字函数
下图TCP的相关补充在https://blog.csdn.net/Kasumi_yuki/article/details/92733694
6.TCP协议的特性
1.建立连接：三次握手
1）客户端请求，服务端响应
2）服务端确认，客户端接收
3）客户端进行确认及进行通信
2.将数据打包成段：校验和（CRC32算法）
3.确认，重传及超时
4.排序：逻辑序号（用于恢复传送后的文件）
5.流量控制：滑动窗口算法
6.拥塞控制：慢启动和拥塞避免算法
7.四次挥手
1）客户端发送结束请求
2）服务端响应客户端结束请求，并发送确认信息
3）服务端向客户端发送结束请求
4）客服端进行确认，结束通信
2.http基础概念
1.http：hyper text transfer protocol，应用层协议，监听于80/tcp端口，文本协议
1.html：hyper text mark language，编程语言，超文本标记语言
2.HTML相关格式
<html>
<head>
<title>TITLE</title>
</head>
<body>
<h1></h1>
<p> blabla... <a href="http://www.kasumi.com/download.html"> bla... </a> </p>
<h2> </h2>
</body>
</html>
3.css：Cascading Style Sheet
4.js：JavaScript, 客户端脚本
2.协议版本
1.http/0.9：原型版本，功能简陋，仅支持html
2.http/1.0：增加了cache,MIME,method
1）MIME：Multipurpose Internet Mail Extesion（多用途网络邮件扩展功能）
2）method（客户端，服务端数据的请求方法）：GET（只有服务端能接受信息）， POST， HEAD，PUT， DELETE，TRACE， OPTIONS
3.http/1.1：增强了缓存功能
4.http/2.0：rfc，请求注解文档中的相关解释
3.工作模式：
1）相关工作模式
http工作模式（一次http事务：请求<-->响应）
1.http请求报文：http request
2.http响应报文：http response
2）web资源：web resource
1.静态资源（无需服务端作出额外处理）：.jpg, .png, .gif, .html, txt, .js, .css, .mp3, .avi
2.动态资源（服务端需要通过执行程序做出处理，发送给客户端的是程序的运行结果）：.php，.jsp
ps：一个页面中展示的资源可能有多个，每个资源都需要单独请求
3）资源的标识机制：URL
Uniform Resource Locator（统一资源定位符）：用于描述服务器某特定资源的位置
1.例如： http://www.sina.com.cn/index.html
1）对应格式：Scheme（方案，协议）://Server[:Port][/PATH/TO/SOME_RESOURCE]
4.一次完成的http请求处理过程
1.建立或处理连接：接受请求或拒绝请求
2.接受请求：接受来自于网络上的主机请求报文中，对特定资源的一次请求过程
3.处理请求：对请求报文进行解析，获取客户端请求的资源及请求方法等相关信息
4.访问资源：获取请求报文中请求的资源
5.构建响应报文：构建响应报文守护，之后依次进行传输层封装，IP封装，帧封装
6.发送响应报文
7.记录相关日志
1）接收请求的模型
并发访问响应模型
1.单进程I/O模型：启动一个进程处理用户请求；这表明，一次只能处理一个客户端请求，多个请求被串行响应
2.多进程I/O结构：并行启动多个子进程，每个子进程响应一个请求
3.复用的I/O结构：一个进程响应n个请求
1）多线程模式：一个进程生个n个线程，一个线程处理一个请求（一个进程内的线程共享资源）
2）事件驱动（event-driven）：一个进程直接响应n个请求（使用事件回调机制）
4.复用的多进程I/O结构：启动多个（m）进程，每个进程生成（n）个线程
1）其响应的请求数量：m*n
2）处理请求：分析请求报文的http请求报文首部
http协议
1.http请求报文首部
2.http响应报文首部
请求报文首部的格式
<method> <URL> <VERSION>
HEADERS:(name: value)
<request body>
3）访问资源：获取请求报文中请求的资源
web服务器，即存放了web资源的主机，负责向请求者提供对方请求的静态资源，或动态资源运行生成的结果；这些资源通常应该放置于本地文件系统某路径下；此路径成为DocRoot
1./var/www/html/:
1)images/logo.jpg
2.web服务器的资源路径映射方式
1)docroot
2)alias
3)虚拟主机的docroot
4)用户家目录的docroot
5.http请求处理中的连接模式
1.保持连接（长连接）：keep-alive
1)时间
2)数量
2.非保持连接（短连接）
3.http服务器程序
1.http服务器程序：httpd（apache）；nginx；lighttpd
2.应用程序服务器
1.IIS：.Net（windows server上自带的web服务器）
2.Tomcat：.jsp
3.www.netcraft.com（数据挖掘站点）
3.httpd的安装和使用
1）ASF：apache software foundation
2) apache：a patchy server
4.httpd的特性
1）高度模块化：core + modules
DSO:dynamic shared object（动态共享对象）
MPM:Multipath processing Modules（多路处理模块）
1.prefork：多进程模型，每个进程响应一个请求
1）一个主进程：负责生成子进程及回收子进程；负责创建套接字；负责接受请求，并将其派发给某子进程进行处理
2）n个子进程：每个子进程处理一个请求
3）工作模型：会预先生成几个控线进程，随时等待用于响应用户请求；最大空闲和最小空闲
2.worker：多进程多线程模型，每个线程处理一个用户请求
1）一个主进程：负责生成子进程；负责创建套接字；负责接收请求，并将其派发给某子进程进行处理
2）多个子进程：每个子进程负责生成多个线程
3）多个线程：负责响应用户请求
4）并发相应数量：m（子进程数量）*n（每个子进程所能创建的最大线程数量）
3.event：事件驱动模型，多进程模型，每个进程响应多个请求
1）一个主进程：负责生成子进程；负责创建套接字；负责接收请求，并将其派发给某子进程进行处理
2）子进程：基于事件驱动机制直接响应多个请求
3）httpd-2.2其仍为测试使用模型；httpd-2.4 event可生产环境中使用
5.httpd的程序版本
1.httpd 1.3：官方已经停止维护
2.httpd 2.0
3.httpd 2.2
4.httpd 2.4：目前最新稳定版
6.httpd的功能特性
1.CGI：Common Gateway Interface（公共网关接口）
2.虚拟主机：IP,PORT,FQDN
3.反向代理
4.负载均衡
5.路径别名
6.丰富的用户认证机制：basic，digest
7.支持第三方模块
7.安装httpd
1）rpm包：Centos发行版中直接提供
2）编译安装：定制新功能，或其他原因
二.httpd
1.Centos 6 httpd-2.2程序环境
1.配置文件
1./etc/httpd/conf/httpd.conf
2./etc/httpd/conf.d/*.conf
2.服务脚本
1./etc/rc.d/init.d/httpd
2.脚本配置文件：/etc/sysconfig/httpd
3.主程序文件
1./usr/sbin/httpd
2./usr/sbin/httpd.event
3./usr/sbin/httpd.worker
4.日志文件
1./var/log/httpd：
1）access_log：访问日志
2）error_log：错误日志
5.站点文档：/var/www/html
6.模块文件路径：/usr/lib64/httpd/modules
7.服务控制和启动
1.chkconfig httpd on|off
2.service httpd {start|stop|restart|status|configtest|reload}
2.Centos 7 httpd-2.4程序环境
1.配置文件
1./etc/httpd/conf/httpd.conf
2./etc/httpd/conf.d/*.conf
3.模块相关的配置文件：/etc/httpd/conf.modules.d/*.conf
2.systemd unit file：/usr/lib/systemd/system/httpd.service
3.主程序文件：/usr/sbin/httpd （httpd-2.4支持MPM的动态切换）
4.日志文件
1./var/log/httpd：
1）access_log：访问日志
2）error_log：错误日志
5.站点文件：/var/www/html
6.模块文件路径：/usr/lib64/httpd/modules
7.服务控制
1.systemctl enable|disable httpd.service
2.systemctl {start|stop|restart|status} httpd.service
8.设置http服务监听在5162端口
[root@sakura ~]# systemctl start httpd
[root@sakura ~]# vim /etc/httpd/conf.d/test.conf
LISTEN 5162
[root@sakura ~]# systemctl restart httpd
[root@sakura ~]# ss -tnl
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
LISTEN 0 128 *:111 *:*
LISTEN 0 5 192.168.122.1:53 *:*
LISTEN 0 128 *:22 *:*
LISTEN 0 128 127.0.0.1:631 *:*
LISTEN 0 100 127.0.0.1:25 *:*
LISTEN 0 128 :::111 :::*
LISTEN 0 128 :::80 :::*
LISTEN 0 128 :::22 :::*
LISTEN 0 128 ::1:631 :::*
LISTEN 0 100 ::1:25 :::*
LISTEN 0 128 ":::5162 " :::*