(原创)IIS6.0架构(1)

          

1.   概述

为了提高IIS的可靠性,安全性以及可用性,与IIS5.0和以前更早的版本不同,IIS6.0提供了一个全新的IIS架构。这个架构的详细情况如下图所示:

 
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                                       (图 1) IIS 6.0整体架构

由上可以看出,IIS 6.0的内核体系主要由如下三个组件构成:HTTP.SYS,W3SVC以及W3Core。作为一个全新的架构,IIS6.0有如下让人值得关注的新特点:
 

Ø      HTTP.SYS。全新的内核监听模式。

Ø      IIS6.0新的应用程序隔离模式-工作进程隔离模式。

Ø      应用程序池。

Ø      工作进程。

Ø      Web管理服务(W3SVC)。

作为一个平台,IIS上面运行着很多web应用程序,并且提供了一系列的相关服务。在系统启动阶段,IIS以及IIS所包含的服务的启动过程如下图所示:

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           (图 2 IIS的启动过程
 

2.   HTTP.SYS

2.1. 概述

HTTP.SYS 运行在windows 的内核模式下,作为驱动程序而存在。它是Windows 2003TCP/IP网络子系统的一部分,从结构上说,它是TCP之上的一个网络驱动程序,因此,HTTP.SYS不再属于IIS,它已经从IIS中独立了出来。在TCP/IP的基础之上,HTTP.SYS的主要功能是:侦听用户的http请求(这个请求来自于TCPIP.sys驱动程序),并将请求转发给相关的web应用程序处理,最后,HTTP.SYS将处理结果返回给用户(返回到TCPIP.sys驱动程序)。

HTTP.SYS的内部,它由如下的功能模块组成:

ü    侦听模块。

ü    应答缓存模块。

ü    请求队列。

ü    响应发送模块。

HTTP.SYS的内部组成结构图如下图:
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              (图 3HTTP.SYS的内部结构
 

2.2. HTTP.SYS的可靠性

作为在内核模式下运行的操作系统的驱动程序,HTTP.SYS拥有高度的可靠性和稳定性。它始终处于运行状态,能够对用户的http请求作出快速的响应。

   在内核模式下,HTTP.SYS不执行任何用户代码,它只是监听用户的http请求。这些http请求中包含了IIS上运行的web站点所使用的IP地址和端口。因为在HTTP.SYS中不运行任何的用户代码,所以即使用户的web应用程序发生了故障,也不会影响到HTTP.SYS本身,它仍然能够对用户的http请求进行监听,并及时作出反应。

IIS 5.0或以前更早的版本中,对用户的http请求进行监听的功能是集成在Inetinfo.exe进程之中的。同时,有一部分用户代码也是运行在Inetinfo.exe进程之中的。在这种情况下,如果用户代码不稳定,或者由于其他原因导致了用户代码的崩溃,那么Inetinfo.exe也会崩溃,这就导致了IIS的不稳定性。

    IIS 6.0 中,引入了HTTP.SYS模块,它运行在内核模式下,与Inetinfo.exe进程隔离开来,作为操作系统的驱动程序运行。因此,HTTP.SYS不会受到用户代码的影响,它始终处于稳定运行状态,对用户的http请求进行监听,并及时作出反应。IIS 6.0就是通过这种方式保证了它的稳定性和可靠性。

2.3. HTTP.SYS对请求的响应过程

HTTP.SYS监听并接收用户的http请求,之后对用户的http请求做出回应。它的具体操作流程如下图所示:
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                      (图 4)数据请求
 

首先,用户通过浏览器对部署在IIS中的web应用程序发出http请求。经过各种处理,这个http请求最终会到达TCPIP.SYS驱动程序,TCPIP.SYS将这个请求转发给HTTP.SYS网络驱动程序。在HTTP.SYS中,它的监听模块始终在监听着网络上是否有对它的http请求,当一个http请求到达以后,监听模块会对这个http请求进行分析,并根据请求的类型的不同,将这些请求进行排队,等候应用程序池中的web应用程序对队列中的请求进行处理。

在HTTP.SYS中,它维护着一张数据配置表,在这个表中记录着URL与应用程序池之间的对应关系,HTTP.SYS会对http请求中的URL进行跟踪。也就是说,HTTP.SYS注册了所有IIS 6.0应用,并给每个工作进程赋予一个句柄,IIS内部利用这些句柄来标识、注册应用程序要用到的一个或多个名称空间。因此,当HTTP.SYS接收到一个 HTTP请求的时候,它能够很快地将请求数据包从内核模式下的HTTP.SYS传递到正确的用户模式下的Web应用。

如果在一个http数据请求包到达之后,相关的应用程序池还没有启动,那么HTTP.SYS负责将这个应用程序池启动。这种处理方式也叫做请求式启动。

当一个http请求被处理完毕之后,处理的结果会返回到HTTP.SYS中,由HTTP.SYS中的响应发送模块将这个处理结果返回到TCPIP.SYS中,并最终返回给用户。
 

2.4.HTTP.SYS对数据的缓存

如果用户对web网站上的某部分资源进行频繁的http请求的话,HTTP.SYS会把对这个请求的响应结果进行缓存。当用户下次对这部分资源进行请求的时候,HTTP.SYS会直接把在缓存中保存的响应结果直接发送给用户。从用户发送http请求到系统返回响应结果的这一过程都是HTTP.SYS在内核模式下完成的。不需要在内核模式和用户模式下进行切换,这样就极大地节省了系统资源,提高了请求的响应速度。有关HTTP.SYS数据缓存的过程如下图所示:
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                ( 5)HTTP.SYS的缓存处理
 

2.5.HTTP.SYS的配置信息

HTTP.SYS作为网络驱动程序,它已经从IIS中分离了出来,它不再属于IIS的一部分,因此HTTP.SYS的配置数据是存储在注册表中的,而不是IIS的配置数据库中。在注册表中,HTTP.SYS的注册信息位于如下路径下面:

HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Services/HTTP

 

2.26.HTTP.SYS的其他功能

管理TCP的连接

验证HTTP请求

记录IIS中的Web网站的日志信息

实施带宽限制策略以及支持TCP/IP级的管理

    实现客户证书请求服务

3.   W3SVC

 

3.1.概述

   与IIS 5.0不同,W3SVC已经从Inetinfo.exe进程中分离了出来,在IIS中,它将作为一个独立的进程运行。根据配置数据的设置,W3SVC负责创建工作进程(W3Core)。在工作进程的运行过程中,W3SVC还负责监视它的运行状态。

   作为一个独立运行的进程,W3SVC不包含任何第三方用户代码。所以,它不会受到web网站故障的影响,始终处于稳定的运行状态。在此前提下,W3SVC能够稳定地对web网站的运行情况进行监视,并在必要的时候采取行动。基于这一策略,服务器能够根据用户指定的参数监视和重新启动应用程序。

3.2.IIS 5.0简介

 在IIS 5.0中,web服务器进程(Inetinfo.exe)负责管理如下四个服务:

Ø      WWW服务

Ø      SMTP服务

Ø      FTP服务

Ø      NNTP服务

   其中,WWW服务负责创建,管理web应用程序的进程。同时,它还负责调度工作,即将用户的http请求转发给web应用程序,当web应用程序对用户的 http请求处理完毕后,WWW服务还负责将处理结果返回给用户。

   在web服务器进程(Inetinfo.exe)中,除了运行上面所说的四个服务外,它还可以运行第三方代码,也就是web应用程序。

   IIS 5.0中,它的架构以及各个进程之间的关系如下图所示:
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  (6)IIS 5.0简单架构图
 

在IIS 5.0中,它提供了三个不同级别的应用程序保护,他们分别是:

Ø      低级别。IIS进程内,与IIS 1.0、IIS 2.0、IIS 3.0的单一结构一样,web应用程序作为web服务器进程(Intetinfo.exe)的一部分,它在web服务器进程内部运行。这样做的好处是:提高了web应用程序的性能,能够快速的对用户的请求作出响应。但是,同时也降低了IIS的稳定性,一旦web应用程序崩溃,IIS也就同时崩溃了。

Ø      中级别。实现一个单独的缓冲池进程(名为DLLHost.exe的COM+宿主进程),这个缓冲池进程运行在Inetinfo.exe进程之外,多个web应用程序运行在缓冲池进程中。这样就实现了web应用程序与Inetinfo.exe进程的隔离。Web应用程序出现故障也不会影响到Inetinfo.exe进程。在一定程度上保证了IIS的稳定性。但是,在缓冲池进程中,一旦有一个web应用程序崩溃,那么整个缓冲池也就崩溃了,所有运行在缓冲池中的web应用程序都将停止工作。

Ø      高级别。实现一个单独的缓冲池进程(名为DLLHost.exe的COM+宿主进程),这个缓冲池进程运行在Inetinfo.exe进程之外,并且,有且仅有一个web应用程序运行在缓冲池中。这种高级别的保护,在IIS的稳定性方面,要比前两种好的多。一个web应用程序的崩溃不会影响到其他web应用程序和IIS的运行。

   在IIS信息服务管理器中,通过如下方式设置应用程序的保护级别,如下图:
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              (图 9)性能配置
 

路径:开始菜单->管理工具->Internet信息服务管理器->应用程序池->属性。

 

在这里IIS提供了四种性能监控功能:

ü       对空闲超时的监控。如果工作进程一直处于空闲状态,那么当空闲时间达到设定的值后,W3SVC会关闭工作进程。

ü       请求队列限制。如果用户对工作进程的请求达到设定的上限后,W3SVC将会对用户的请求进行限制。

ü       CPU监视。如果工作进程对CPU的占用率超过设定的上限后,W3SVC会根据IIS的配置信息采取相应的措施。

ü       Web园。关于web园将会在后面的章节详细介绍。

 

3.4.1.2应用程序运行状况监控

在Internet信息服务管理器中,关于应用程序运行状况监控的配置如下图:

      (原创)IIS6.0架构(1) 
           (图 10)运行状况配置
     
 

路径:开始菜单->管理工具->Internet信息服务管理器->应用程序池->属性。

 

在这里,IIS对应用程序池运行状况的监控提供了四种功能:

ü       Ping。W3SVC会在设定的时间间隔内对工作线程执行Ping操作,以获取工作线程的状态信息。

ü       快速失败保护。如果在指定的时间段内,一定数目的工作进程发生失败,则W3SVC会禁用应用程序池。

ü       启动时间限制。工作进程必须在设定的时间内开始。

ü      关闭时间限制。工作进程必须在设定的时间内关闭。

3.4.2.    应用程序池回收

在Internet信息服务管理器中,关于应用程序池回收的配置如下图:
 (原创)IIS6.0架构(1)
         (图 11)回收
 

路径:开始菜单->管理工具->Internet信息服务管理器->应用程序池->属性。

在这里,IIS提供了四种回收的方式:

ü       可以设定回收工作进程的时间间隔。

ü       可以根据对工作进程的请求数量进行回收,一但对工作进程的用户请求数量超过设定值,系统就会执行对应用程序池的回收工作。

ü       定时回收。

ü       根据内存消耗进行回收。

W3SVC对应用程序池执行回收的操作流程的描述如下:

     
           (图12

应用程序发生故障,它通知W3SVC执行进程回收工作。
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                (图 13)

W3SVC启动一个新的工作进程。旧的工作进程继续执行未完成的用户请求,但不接收新的用户请求。
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                    (图 14

新、旧工作进程之间通信,同步应用程序的状态信息。当新工作进程完全获得了旧工作进程中的应用程序状态信息后,它通知W3SVC,表示它已经准备好了,可以接收用户的http请求。
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               (图 15)

旧的进程完成其未决的请求,然后正常关闭,或者如果在达到了配置的时间限制、请求数、设置的时间计划,或当达到指定的内存用量限制后仍没有关闭,则明确地终止进程。新工作进程开始正式工作,接收用户的http请求。
    未完待续。

     
          

       



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