web后台服务器是如何工作的

web后台服务器是如何工作的,第1张

近期准备session,希望能跟大家轻松地分享一些东西,一些常见的场景。比如:web后台服务器到底是如何工作的。

上网过程对于普通人:首先,他需要一台电脑,然后,他的电脑可以接入网络,最后,他可以打开浏览器键入自己想要浏览的网址,然后就可以上网了。但是对于计算机来讲,是一个比较复杂的过程,里面包含了信息如何保存,信息如何传递以及信息如何展示的过程。所以,针对整个上网过程,我们从前到后,分析一下其中包含的各种技术细节,可能不全,目的是抛砖引玉,希望大家在简单的流程当中学习更多的东西分享出来,一些基础知识则当做复习。之前buddy王老吉讲过浏览器的工作方式,所以本文内容不包含浏览器的工作方式,重点在于各种后台服务以及通信层面的分析。

前面说到,用户浏览器中键入网址便浏览网页信息,这个网址实际上就是URL,英文全称是Uniform Resource Locator——统一资源定位符。

完整的、带有授权部分的普通统一资源标志符语法看上去如下:

协议://用户名:密码@子域名.域名.顶级域名:端口号/目录/文件名.文件后缀?参数=值

协议部分可以是http,https,ftp等协议类型。

前面提到,互联网上的每个文件都有一个唯一的URL,那么,到底是如何确认的。前面提到了协议,协议是什么?比如大家写信时都需要写邮编、地址和姓名,便可以通过这种方式将信邮寄到世界上唯一的那个人手里,填写的邮编,地址和姓名就是一种协议。协议的价值在于世界上所有的浏览器和后台服务器都需要遵循http这些协议,才能正常进行信息的传递。

计算机通信跟人的通信是类似的,也是遵循各种协议的,不同的协议承载着不同的功能。通常,浏览器上网使用的是http或者https协议,从网络分层的角度来讲,这些协议属于应用层协议,建立在传输层之上。传输层跑是什么协议呢?相信大家都非常熟悉,传输层跑的是TCP和UDP协议,再往下就是网络层,网络层上面跑的是IP数据报。每层的功能各不相同,每层的协议也不同,但是一般来讲,越往下层,协议会越少,这样才能化繁为简,从而支持不同的上层协议。传输层协议一般是由操作系统层面支持的,同时还需要跟网络层进行交互(对于物理机来说就是网卡),所以针对我们操作系统之上的程序员来讲,新创造的协议都是应用层协议,因为我们的通信都是在传输层(TCP和UDP)基础之上构建的。

http是应用层协议,也就是说,在界面敲下网址那一刻,实际上浏览器向服务器发送了http协议格式的消息,也叫做http请求。http协议是构建在tcp协议之上的,而tcp是可靠的协议,所以http协议无需考虑可靠性,只管传输就可以了。

http协议比较简单,如下所示:

那么浏览器又是如何组织http请求,并且将信息发送的相应服务器的呢?例如: http://www.baidu.com

我们键入的仅仅是服务器域名,但是实际上在网络中我们通信是通过套接字来进行通信的。套接字=IP + 端口,在网络中,IP的作用是用来在网络层进行路由寻址,寻找唯一的主机;端口的作用是用来在这个主机中寻找唯一的进程。总体来说,套接字可以用来在网络中确定唯一主机的唯一进程,所以通过套接字我们可以进行通信。

但是问题是上网通过域名来访问,那么是如何通过域名来确认唯一主机的唯一后台web服务器进程的呢?做一个假设,如果我们可以在互联中提供一个确定的服务,这个服务里面装有域名到套接字的映射,上网的人通过这个服务获取对应域名的套接字,那么这个问题不就解决了。而实际上,DNS服务原理简单来说就是刚才假设的方法,服务商通过提供公共的DNS服务,大家上网时便可以查询到相应域名对应的套接字,通过这个套接字便可以访问确定的服务器了。真正的DNS服务其实更为复杂,分为迭代式查询和递归式查询,两种方式各有优劣,同时,为了性能,DNS服务通常也配有不同级别的缓存,关于DNS的具体实现有兴趣的可以自行查询资料学习。

总结一下,上网时浏览器实际上做了两件事,第一,通过浏览器内置的DNS客户端,向DNS服务器发送请求,获取域名对应套接字;第二,使用套接字发送http请求,获取数据,然后在浏览器端呈现。

另外,DNS服务也需要遵循某种协议才能通信,其协议为DNS协议,其服务固定为53端口,属于应用层协议。DNS英文为DomainNameSystem。其实DNS服务跟电话簿的工作方式一样,因为你没法记得每个人的电话号码,但是很容易记住每个人的名字。

上网前,我们的计算机里面什么都没有,为何键入网址后能在界面显示出各种各样的数据?实际上,数据都来自于后台服务器,所有的数据当然也都存储在后台服务器,浏览器仅仅请求数据。前面讲了,请求数据时,使用套接字加上http请求来获取数据,后台则必定要提供相应的套接字,接收信息,解析http请求,才能正常的返回客户端需要的数据。所以,后台服务器做的工作,第一,绑定套接字,通过该套接字向外提供http服务;第二,解析http请求,根据请求返回响应。

理论上讲,我们可以实现自己的http服务,并且解析不同的http请求,返回响应。但是,作为开发者来讲,重复造轮子是不推荐的,市面上有多种现成框架供我们选择。对于java开发者来讲,就有tomcat或者jetty,其他语言理论上也有类似的框架。tomcat和jetty帮我们做了什么呢?实际上最主要的功能还就是接受http请求,针对不同的请求返回响应,当然,他们也提供了更多的高级特性,比如遵循servlet规范,使人们更高效的开发web应用。

总结一下,上网的实际流程在程序员的角度来看,首先需要通过DNS服务解析域名,获取该域名所在web服务器应用程序的套接字,然后浏览器组装符合http协议的请求,通过套接字发送给web服务器,web服务器解析请求,根据解析结果将需要返回的内容组装符合http协议的响应,浏览器接到响应后,根据http协议解析响应,获取数据,将数据展示在浏览器上。

包含的知识点:DNS协议,HTTP协议,计算机网络知识,后台服务器实现(tomcat/jetty等)。

后端服务器返回给安卓应用程序的数据格式通常是XML格式、JSON格式、Google的协议缓冲区。后端服务器返回给安卓应用程序的数据格式通常必须访问驻留在Internet上的数据,并且Internet数据可以以几种不同的格式进行结构化,在Android应用程序中使用三种数据格式:XML格式、JSON格式、Google的协议缓冲区。


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