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サーバーの仕組み

プロジェクトは、1337 Khouribga Coding Schoolで開発されました。
著者：@jamiafathiya＆@Achrafelkhnissi＆ @abellaismail7

http

HTTPとは何ですか？

HTTPは、ハイパーテキストの転送に使用されるプロトコルであるHyperText Transfer Protocolの略です。これにより、プロトコルとは何ですか？ハイパーテキストとは何ですか？これに関連して、プロトコルは、コンピューターなどのさまざまなエンティティ間の情報の通信を可能にするルールのシステムです。 HyperTextは、他のテキスト、すなわちWebドキュメントへのハイパーリンクを含むコンピューター画面に表示されるテキストの古い用語です。したがって、HyperText転送プロトコルは、Webドキュメントをやり取りに転送するために使用される一連のルール、サーバー、およびブラウザを指します。

HTTPはセッションを許可し、保存された状態はブラウザとサーバー間で共有されます。訪問者がフォトギャラリーを閲覧している場合、ブラウザとサーバーは、Cookieの形で情報をやり取りすることにより、訪問者の場所に関する情報をシーケンス内の情報を交換できます。ページがリロードされると、ブラウザは訪問した最後の位置を示すクッキーをサーバーに送信し、視聴者がその時点から再開できるようにします。これは、HTTPはステートレスであるが、セッションレスではないことを意味します。

用語

学期意味
ブラウザHTMLドキュメント間でアクセスしてナビゲートするために使用されるアプリケーション。
ユーザーエージェントユーザーに代わって行動するアプリケーション、通常はブラウザです。
TCP World Wide Web、電子メール、FTP、およびリモート管理で使用される主要なインターネットプロトコルの1つであるTransmissing Controlプロトコルの略です。
IPインターネットプロトコルの略。 IPは、ネットワーク上のコンピューター間でデータを転送するために使用されます。インターネットに接続されているすべてのデバイスには、IPアドレスがあります。
URL均一なリソースロケーターの略。ウェブ上のリソースを指すアドレス。
DNSドメイン名サーバーの略。 DNSは、すべてのドメイン名URLをカタログ化し、サーバーのIPアドレスを指します。
リソースURLに従うときにサーバーで使用可能なファイルまたはファイル。
サーバ何らかの形のデータストレージと共有アプリケーションを実行しているインターネット上のコンピューター、最も一般的にはWebサーバーアプリケーションです。
プロキシクライアントとサーバーの間の中間者として機能するソフトウェアまたはハードウェアサービス。
リクエスト応答ペアクライアントとサーバーは、リクエスト応答ペアを使用してHTTPを介して通信します。リクエストが送信され、応答が返されます。
ヘッダリクエストと応答では、HTTPヘッダーを使用して情報を行き来します。
HTTP要求方法/動詞すべてのHTTP要求には、送信者がリソースで実行したいアクション（例えば、get、put、削除）を説明する方法を説明します。
ステータス応答コードサーバーがクライアントに返信した応答の種類を説明する100〜500の範囲の数値コード。
キャッシュクライアントまたはサーバーにデータを保存してパフォーマンスを高速化する方法。
ステートレスHTTPはステートレスです。つまり、すべてのリクエストと応答が一意であり、状態は保存されません。
クッキークライアントとサーバーの間を行き来した一連のデータがステートフルなセッションを作成しました。
セッションクライアントとサーバーは、情報をやり取りしてセッションを作成することにより、州に関する情報を共有できます。

HTTPフロー

  1. まず、ブラウザはサーバーへのTCP接続を開きます。これにより、データをネットワークを介して前後に送信でき、一方の端から送信されたデータがもう一方の端で同じ方法でまとめられることが保証されます。接続がHTTPSを介して発生する場合、TLS証明書は交換され、コンピューターとサーバーのみが送信されたデータを暗号化および復号化できるようにします。これにより、誰もがクライアントとサーバーの間の会話を盗聴し、送信しているデータを盗むことができなくなります。
  2. 次に、ブラウザはHTTPメッセージを送信します。このメッセージには、Get、Put、DeleteなどのHTTPメソッドと、要求されたリソースを指すURLが常に含まれています。また、ブラウザがポスト、プット、またはパスメソッドを使用してサーバーにデータを送信している場合、Cookieや認証データやデータなどのヘッダーを含めることもできます。

  1. 第三に、サーバーは要求されたアクションを実行し、応答をブラウザに送り返します。この応答には、何が起こったかを示すHTTPステータスメッセージ、応答に関する情報を含むヘッダー、および要求されたデータが含まれます。このデータは、HTMLドキュメント、スタイルシート、JavaScriptファイル、画像、または標準のWebサイトで使用されるその他のタイプのコンテンツである場合があります。

  1. 最後に、応答が完全に受信されると、TCP接続が閉じられます。 HTTPは無国籍であるため、私たちは今ではきれいなスレートに戻っています。

HTTPメソッドテーブル

方法説明成功失敗
得る使用可能な場合は、指定されたリソースを取得します200 OK 404見つかりません
役職新しいリソースを作成し、コレクションに追加します作成された201 401不正、409紛争、404は見つかりません
置く既存のSingletonリソースベースまたはIDを更新します200 OK 401不正、404は見つかりません、405メソッドは許可されていません
パッチ既存のシングルトンリソースベースまたはIDを変更します200 OK 401不正、404は見つかりません、405メソッドは許可されていません
消去SingletonリソースベースまたはIDを削除します（リソースのコレクションを削除できません） 200 OK 401不正、404は見つかりません
オプションこのリソースから利用可能なオプションを取得します200 OK -
頭リソースから応答ヘッダーだけを取得します200 OK 404見つかりません

関数

このセクションには、Webサーバーを作成するために必要な機能の説明が含まれています。

getaddrinfo（） 
 int getaddrinfo ( const char *node, const char *service, const struct addrinfo *hints, struct addrinfo **res);

  • node ：サーバーのホスト名またはIPアドレス。

    • nodeの場合、 NULLホストのIPアドレスが使用されます。
    • IPアドレスの文字列表現、またはホスト名にすることができます。
      • 「ホスト名」
      • 「127.0.0.1」

  • service ：サーバーのポート番号。

    • serviceがNULLの場合、 hintsで要求されたサービスのデフォルトのポート番号が使用されます。
    • ポート番号の文字列表現、またはサービス名にすることができます。
      • 「80」
      • 「http」

  • hints ： resが指し示しているリストに返されたソケットアドレス構造を選択するための基準を指定するstruct addrinfoへのポインター。

    • hintsがNULLの場合、返されたリストには、すべてのソケットタイプ、指定されたノードのアドレスファミリがサポートするすべてのプロトコルファミリ、およびローカルホストのアドレスのソケットアドレスが含まれます。
    • struct addrinfoの次のフィールドが使用されます。
      • ai_family ：住所ファミリ。次の定数は、 ai_familyフィールドに対して定義されています。
        • AF_INET ：IPv4インターネットプロトコル
        • AF_INET6 ：IPv6インターネットプロトコル
        • AF_UNIX ：ローカルコミュニケーション
        • AF_UNSPEC ：不特定
      • ai_socktype ：ソケットタイプ。次の定数は、 ai_socktypeフィールドに対して定義されています。
        • SOCK_STREAM ：シーケンス、信頼性、双方向、接続ベースのバイトストリームを提供します。バンド外データ送信メカニズムがサポートされる場合があります。
        • SOCK_DGRAM ：データグラム（固定最大長のコネクションレス、信頼性の低いメッセージ）をサポートします。
        • SOCK_RAW ：Raw Network Protocol Accessを提供します。
        • SOCK_RDM ：順序付けを保証しない信頼できるデータグラムレイヤーを提供します。
        • SOCK_SEQPACKET ：順序付けを保証しないシーケンスされたパケットレイヤーを提供します。
      • ai_protocol ：ソケットのプロトコル。次の定数は、 ai_protocolフィールドに対して定義されています。
        • IPPROTO_TCP ：伝送制御プロトコル
        • IPPROTO_UDP ：ユーザーデータグラムプロトコル
        • IPPROTO_RAW ：RAWプロトコルインターフェイス
        • IPPROTO_IP ：インターネットプロトコル
        • IPPROTO_ICMP ：インターネット制御メッセージプロトコル
        • IPPROTO_IGMP ：インターネットグループ管理プロトコル
        • IPPROTO_IPV4 ：インターネットプロトコルバージョン4
        • IPPROTO_IPV6 ：インターネットプロトコルバージョン6

  • res ：ホストに関する応答情報を含む1つまたは複数のstruct addrinfo構造のリンクリストへのポインター。

  • 返品値：成功すると、ゼロが返されます。エラー時に-1が返され、 errno適切に設定されます。

  • struct addrinfo ： 

 struct addrinfo {
	int ai_flags;               // input flags        
	int ai_family;              // socket protocol family        
	int ai_socktype;            // socket type        
	int ai_protocol;            // protocol for socket        
	socklen_t   ai_addrlen;     // socket address length        
	struct sockaddr *ai_addr;   // socket address        
	char *   ai_canonname;       // service name        
	struct addrinfo *ai_next;   // next item in the list    
};
ソケット（） 
 int socket ( int domain, int type, int protocol);
  • domain ：通信セマンティクスと使用するプロトコルファミリを指定する通信ドメイン。次の定数は、 domain引数に対して定義されています。
    • AF_INET ：IPv4インターネットプロトコル
    • AF_INET6 ：IPv6インターネットプロトコル
    • AF_UNIX ：ローカルコミュニケーション
    • AF_UNSPEC ：不特定
  • type ：通信セマンティクス。次の定数は、 type引数に対して定義されています。
    • SOCK_STREAM ：シーケンス、信頼性、双方向、接続ベースのバイトストリームを提供します。バンド外データ送信メカニズムがサポートされる場合があります。
    • SOCK_DGRAM ：データグラム（固定最大長のコネクションレス、信頼性の低いメッセージ）をサポートします。
    • SOCK_RAW ：Raw Network Protocol Accessを提供します。
    • SOCK_RDM ：順序付けを保証しない信頼できるデータグラムレイヤーを提供します。
    • SOCK_SEQPACKET ：順序付けを保証しないシーケンスされたパケットレイヤーを提供します。
  • protocol ：ソケットで使用するプロトコル。通常、特定のプロトコルファミリー内の特定のソケットタイプをサポートするための単一のプロトコルのみが存在します。この場合、 protocol 0として指定できます。 protocol引数に対して次の定数が定義されます。
    • IPPROTO_TCP ：伝送制御プロトコル
    • IPPROTO_UDP ：ユーザーデータグラムプロトコル
    • IPPROTO_SCTP ：ストリーム制御伝送プロトコル
    • IPPROTO_TIPC ：透明なプロセス間通信
    • IPPROTO_RAW ：RAW IPパケット
    • '0'：デフォルトのプロトコルを使用します
  • 返品値：成功すると、新しいソケットのファイル記述子が返されます。エラー時に-1が返され、 errno適切に設定されます。
バインド（） 
 int bind ( int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
  • sockfd ：バインドするソケットのファイル記述子。
  • addr ：ソケットにバインドされるアドレスを含むsockaddr構造へのポインター。アドレスの長さと形式は、ソケットのアドレスファミリによって異なります。
  • addrlen ： addr引数によって指されたアドレス構造のサイズ、バイト単位のサイズ。
  • 返品値：成功すると、ゼロが返されます。エラー時に-1が返され、 errno適切に設定されます。
聞く（） 
 int listen ( int sockfd, int backlog);
  • sockfd ：聴くソケットのファイル記述子。
  • backlog ： sockfdの保留中の接続のキューが成長する最大長。
  • 返品値：成功すると、ゼロが返されます。エラー時に-1が返され、 errno適切に設定されます。
受け入れる（） 
 int accept ( int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
  • sockfd ：受け入れるソケットのファイル記述子。
  • addr ： sockaddr構造へのポインター。この構造は、通信層に知られているように、ピアソケットのアドレスで満たされています。返されたアドレスの正確な形式は、ソケットのアドレスファミリによって決定されます。返されたアドレスが供給されているsockaddr構造に収まるには長すぎると、アドレスは切り捨てられます。
  • addrlen ：入力で供給されたsockaddr構造の長さを指定し、出力で保存されたアドレスの長さを指定するsocklen_tオブジェクトへのポインター。
  • 戻り値：成功すると、これらのシステムコールは、受け入れられたソケットの記述子である非陰性整数を返します。エラー時に-1が返され、 errno適切に設定されます。
recv（） 
 ssize_t recv ( int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
  • sockfd ：受信するソケットのファイル記述子。
  • buf ：メッセージを保存するバッファーへのポインター。
  • len ： buf引数によって指されたバッファーのバイトの長さ。
  • flags ：メッセージ受信の種類を指定します。値は、論理的にゼロ以上の次の値によって形成されます。
    • MSG_OOB ：バンド外データを処理します。
    • MSG_PEEK ：着信メッセージを覗きます。
    • MSG_WAITALL ：ソケットがノンブロッキングでない限り、完全なリクエストを待ちます。
    • MSG_DONTWAIT ：ノンブロッキング操作を有効にします。操作がブロックされると、エラーがEAGAINまたはEWOULDBLOCKでエラーが失敗します。
    • MSG_NOSIGNAL ：誰もそれを読むことができないパイプに書き込むとき、 SIGPIPEを生成しないでください。
    • '0'：デフォルトフラグを使用します
  • 返品値：成功すると、これらの呼び出しは受信したバイト数を返します。メッセージを受信できず、ピアが整然とシャットダウンを実行した場合、 recv() 0を返します。エラー時に-1が返され、 errnoが適切に設定されます。
送信（） 
 ssize_t send ( int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
  • sockfd ：送信されるソケットのファイル記述子。
  • buf ：送信するメッセージを含むバッファーへのポインター。
  • len ： buf引数によって指摘されたメッセージのバイトの長さ。
  • 「フラグ」：メッセージ送信の種類を指定します。値は、論理的にゼロ以上の次の値によって形成されます。
    • MSG_OOB ：バンド外データを処理します。
    • MSG_DONTROUTE ：バイパスルーティング、直接インターフェイスを使用します。
    • MSG_DONTWAIT ：ノンブロッキング操作を有効にします。操作がブロックされると、エラーがEAGAINまたはEWOULDBLOCKでエラーが失敗します。
    • MSG_NOSIGNAL ：誰もそれを読むことができないパイプに書き込むとき、 SIGPIPEを生成しないでください。
    • '0'：デフォルトフラグを使用します
  • 返品値：成功すると、これらの呼び出しは送信されたバイト数を返します。エラー時に-1が返され、 errno適切に設定されます。

リソース

  • 一般的な

    • ネットワークプログラミングに関するBeejのガイド
    • HTTPサーバー：知る必要があるすべて
    • ソケット - サーバーとクライアント
    • cのソケットプログラミング
    • UNIXソケット - サーバーの例
    • cでソケットを非ブロッキングモードに設定する方法
    • Nginxサーバーとロケーションブロック選択アルゴリズム
    • NGINXサーバーとロケーションブロック選択アルゴリズムの理解
    • nginx構成ファイル構造と構成コンテキストの理解
    • HTTPの概要
    • HTTP Cookieを使用します
    • Webの仕組み：HTTPとCGIは説明しました

  • HTTPリクエスト

    • HTTPメッセージ
    • HTTP要求方法
    • c
    • HTTPリクエスト

  • HTTP応答

    • HTTP応答ヘッダーリスト
    • HTTP応答ステータスコード

  • CGI

    • cのCGIプログラミングを開始します
    • クエリ文字列
    • CGIプログラミング
    • 共通ゲートウェイインターフェイス
    • CGIプログラミングを開始します
    • C/C ++でCGIプログラムの書き方
    • CGIプログラミング101
    • HTTPサーバーによって設定された環境変数
    • CおよびC ++でCGIを開発します

  • ストレステスト

    • 包囲されたWebサーバーをロードします
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