httpd简介

1、TCP及socket通讯原理

一、Port number（IANA，互联网地址受权机构规定）

    TCP:传输控制协议，面向链接的协议；通讯前须要创建虚拟链路，结束后拆除链路。

    UDP:User Datagran Protocol，无链接的协议。

    0-1023：众所周知，永久的分配给固定的应用使用，特权端口（22/ssh,80/http)。

    1024-41951：亦为注册端口，但要求并非特别严格，分配给程序注册为某应用使用（11211/tcp,3306/tcp)

    41952-65535：客户端程序随机使用的端口：动态端口，或私有端口；其范围的定义在文件中：（/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range)。

二、Socker：IPC的一种实现，容许位于不一样主机（甚至同一主机）上不一样进程之间进行通讯。

   Socket API（封装了内核中的socket通讯相关的系统调用）

    （1）、根据传输层协议分类：

        SOCK_STREAM：TCP套接字

        SOCK_DGRAN：UDP套接字

        SOCK_RAW：裸（raw）套接字

    （2）、根据套接字所使用的地址格式，Socket Domain:

        AF_INET：Address Family，IPv4的地址

        AD_INET6：IPv6的地址

        AF_UNIX：同一主机上不一样进程之间通讯时使用

    （3）、套接字相关的系统调用：

        Socket（）：建立一个套接字

        bind（）：绑定

        listen（）：监听

        accept（）：接受请求

        connect（）：请求链接创建

        write（）：发送

        read（）：接收

三、TCP协议的特性

    创建链接：三次握手

    将数据打包成段：校验和（CRC-32）

    确认、重传以及超时

    排序：逻辑序号

    流量控制：滑动窗口算法

    拥塞控制：慢启动和拥塞避免算法

四、TCP FSM：TCP Finite State Machine，有限状态机

CLOSED、LISTEN、SYN_SENT、SYN_RECV、ESTABLISHED、FIN_WAIT一、 CLOSE_WAIT、FIN_WAIT二、LAST_ACK

2、httpd协议及Web基本原理

一、http：hyper text transfer protocal，超文本传输协议

    C/S架构：客户端-服务器，实现该协议的程序有httpd,nginx,lighttpd......

    工做模式：一次httpd事务：请求<-->响应

      http请求报文：http request

      http响应报文：http response

二、http协议版本

    1）HTTP/0.9：原型版本只能传输文本文件，仅有GET方法传输到客户端

    2）HTTP/1.0：第一个广发使用的版本，支持MIME机制、cache支持、method（请求方法）

      MIME:Multipurpose Internet Mail Extesion多用途互联网邮件扩展，支持非文本编码传输后再解码还原

    3）HTTP/1.1：加强了缓存功能

    4）HTTP/2.0：借鉴spdy对1.0多方面改进，大大提高性能

    SPDY是Google开发的基于TCP的应用层协议，用以最小化网络延迟，提高网络速度，优化用户的网络使用体验。

      SPDY对HTTP协议的加强。新协议的功能包括数据流的多路复用、请求优先级以及HTTP报头压缩。

三、Web资源：Web resources 

静态资源（无需服务端作出额外处理）：.jpg,.png,.gif,.html,txt,.js,.css,.mp3,avi
动态资源（服务端须要经过执行程序作出处理，发送给客户端的是程序的运行结果）：.php,.jsp
注意：一个页面中展现的资源可能有多个；每一个资源都须要单独请求；
资源的标识机制：URL,Uniform Resource Locator：用于描述服务器某特定资源的位置
Scheme://Server[:Port][/PATH/TO/SOME_RESOURCE]-->协议：//服务[:端口]/资源路径
没有给资源路径打开的是默认页面，即主页，http默认端口为80

四、并发访问响应模型（Web I/O）：

单进程I/0结构：启动一个进程处理用户请求，并且一次只处理一个；多个请求被串行响应；
多进程I/O结构：并行启动多个进程，每一个进程响应一个请求；
复用I/O结构：一个进程响应N个请求：
多线程模型：一个进程生成N个线程，每一个线程响应一个用户请求；
事件驱动：event-driven
复用的多进程I/0结构：启动多个（m）进程，每一个进程响应n个请求；

五、一次完整的http请求处理过程

（1）、创建或处理链接：接收请求或拒绝请求；
（2）、接收请求：接收来自于网络的请求报文中对某资源的一次请求的过程；
（3）、处理请求：分析请求报文的http请求报文首部进行解析，获取客户端请求的资源及请求方法等相关信息
   请求报文首部的格式：
        <method><URL><VERSION>
        HEADERS:(name:value)
        <request body>
（4）、访问资源：获取请求报文中请求的资源，默认在/var/www/html路径下；
（5）、构建响应报文
（6）、发送响应报文
（7）、记录日志

3、httpd服务器程序

一、httpd：apache纯粹的静态服务器

    版本：1.三、2.0、2.二、2.4。centos6默认使用2.2；centos7默认使用2.4

    a patchy server（一个充满补丁的服务器）

    ASF：apache software foundation（Apache软件基金会）最先的项目，官方站点：httpd.apache.com

二、httpd的特性

    高度模块化：core + modules

    DSO：Dynamic Shared Object

    MPM：Multipath Processing Modules

     profork：多进程模型，每一个进程响应一个请求：

     一个主线程：复制生成n个子进程，子进程也称为工做进程，每一个子进程处理一个用户请求；即使没有用户请求，也会预先生成多个空闲进程，随时等待请求到达：最大不会超过1024个。

     worker：事件驱动模型，每一个线程响应n个请求；

     一个主进程，生成m个子进程，每一个子进程负责生成多个线程，每一个线程响应一个请求； 

     m进程，n线程：m * n

     event：事件驱动模型，每一个线程响应n个请求；

     一个主进程，生成m个子进程，每一个子进程直接响应n个请求    m * n 

三、httpd的功能特性    

支持虚拟主机：IP、Port、FQDN
支持CGI：Common Gateway Interface，通用网关接口；
支持反向代理
支持负载均衡
支持路径别名
具备丰富的用户认证机制：basic基本认证、digest摘要认证
支持第三方模块

四、httpd的请求方法 

GET：请求获取一个资源，须要服务器发送
HEAD：跟GET近似，但其不须要服务响应请求的资源，而返回响应头部
POST：基于HTML表单向服务器提交数据，服务器一般须要存储此数据（位置：一般为关系型数据库）
PUT：与GET相反，向服务器发送资源；服务器一般须要存储此资源（位置：一般为文件系统）
DELETE：删除URL指向的资源
OPTIONS：探测服务器端对请求的URL所支持使用的请求方法
TRACE：跟一次请求中间所通过的代理服务器、防火墙或网关等
#注意：方法严格区分大小写

五、http协议首部

1）、通用首部

Connection：定义C/S之间关于请求、响应的有关选项
Connection：keep-alive
Cache-Control：缓存控制
Via：显示了报文通过的中间节点

2）、请求首部

Client-IP：客户端IP
Host：请求的主机
Referer：指明了请求当前资源原始资源的URL
User-Agent：用户代理
Accept首部：
Accept：指明服务器能发送的媒体类型
Accept-Charset：支持使用的字符集
Accept-Encoding：支持使用的编码方式
Accept-Language：支持使用语言
条件是请求：
Expect：告诉服务器可以发送哪些媒体类型
If-Modified-Since：是否在指定时间内修改过此资源
If-None-Match：若是提供的实体标记与当前文档的实体标记不符，就获取此文档
跟安全相关的请求：
Authorization：客户端提交给服务器的认证数据，如帐号和密码
Cookie：客户端发送给服务器身份标识

3）、实体首部   

Location: 资源的新位置
Allow: 容许对此资源使用的请求方法
内容相关的首部：
Content-Encoding: 支持编码
Content-Language:支持语言
Content-Length:文本长度
Content-Location:资源所在位置
Content-Type:主体对象类型
Content-Range：在整个资源中此实体表示的字节范围
缓存相关：
ETag: 实体标签
Expires: 过时期限
Last-Modified: 上次修改时间

4）、响应首部

Date：消息产生的时间
Age: 响应持续时间
Server: 向客户端说明本身的程序名称和版本
ETage：不透明验证者
Location：URL备用的位置
Content-Length：实体的长度
Content-Tyep：实体的媒体类型
协商首部：
ary: 首部列表，服务器会根据列表中的内容挑一个最适用的版本发送给客户端
Accept-Ranges: 对当前资源来说，服务器所可以接受的范围类型
跟安全相关：
WWW-Authentication：质询，即要求客户提供账号和密码
Set-Cookie：服务器端在某客户端第一次请求时发送令牌

六、http状态码   

1XX：信息性状态码
2XX：成功状态码
   200：OK，客户端请求成功
   201：CREATED，请求已被实现
3XX：重定向类的状态码
   301：Moved Permanently，永久重定向
   302：Found，临时重定向，会在响应报文中使用“Location：新位置”
   304：Not Modified，条件是请求中使用
4XX：客户端类错误
   403：Forbidden，请求被服务器拒绝
   404：Not Found，服务器没法找到请求的URL
   405：Method Not Allowed，不容许使用此方法请求相应的URL
5XX：服务器类错误
   500：Internal Server Error，服务器内部错误
   502：Bad Gateway，代理服务器从上游服务器收到一条伪响应
   503：Service Unavailbale，服务暂时不可用
   505：HTTP Version Not Supported，服务器不支持