26.第20章 HTTP协议和WEB服务器APACHE

一.经典面试题：在浏览器地址栏输入一个 URL 后回车，背后发生了什么？

1.DNS

在浏览器中输入URL后，首先要进行DNS解析，DNS解析的顺序为：

浏览器缓存
本地hosts文件
系统缓存
路由器缓存
DNS服务器迭代查询

2.发送请求

通过DNS得到目标的IP地址后，通过TCP协议向服务器发送请求即三次握手。

3.服务器永久重定向响应

大多数的网站会将用户访问的地址永久重定向，这主要与缓存和搜索排名有关。

搜索排名方面：例如www.test.com与test.com搜索引擎认为是两个网站，不会将排名合并。如果使用重定向将test.com定向到www.test.com搜索引擎就会认为是一个页面将排名信息合并。
缓存方面：如果使用不同的地址，在缓存中出现好几次，缓存友好性变差

4.跟踪重定向地址

根据返回新重定向地址，重新发送新的http请求

5.处理HTTP请求，返回响应

建立连接：服务器允许客户端建立连接
接受请求：从网络中读取HTTP报文交给Nginx或者Apache进行规则匹配
处理请求：根据方法，资源，首部和可选的主体部分对请求进行处理
访问资源：寻找存储对象，访问报文中指定的资源
构建响应报文：创建有正确首部的HTTP响应报文

6.处理HTTP响应

发送响应：将响应会送给客户端
记录日志：将与已经完成的事务记录在一个日志文件中

7.浏览器解析显示

浏览器得到页面后会进行展示，如果还包含其他外部资源如图片、视频等等则继续请求其他资源。

二.HTTP1.0和HTTP1.1的区别

缓存处理，在HTTP1.0中主要使用header里的If-Modified-Since,Expires来做为缓存判断的标准，HTTP1.1则引入了更多的缓存控制策略例如Entity tag，If-Unmodified-Since, If-Match, If-None-Match等更多可供选择的缓存头来控制缓存策略
带宽优化及网络连接的使用，HTTP1.0中，存在一些浪费带宽的现象，例如：客户端只是需要某个对象的一部分，而服务器却将整个对象送过来了，并且不支持断点续传功能，HTTP1.1则在请求头引入了range头域，它允许只请求资源的某个部分，即返回码是206（Partial Content），方便了开发者自由的选择以便于充分利用带宽和连接
错误通知的管理，在HTTP1.1中新增24个状态响应码，如409（Conflict）表示请求的资源与资源当前状态冲突；410（Gone）表示服务器上的某个资源被永久性的删除
Host 头处理，在HTTP1.0中认为每台服务器都绑定一个唯一的IP地址，因此，请求消息中的URL并没有传递主机名（hostname）。但随着虚拟主机技术的发展，在一台物理服务器上可以存在多个虚拟主机（Multi-homed Web Servers），并且它们共享一个IP地址。HTTP1.1的请求消息和响应消息都应支持Host头域，且请求消息中如果没有Host头域会报告一个错误（400 BadRequest）
长连接，HTTP 1.1支持长连接（PersistentConnection）和请求的流水线（Pipelining）处理，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，减少了建立和关闭连接的消耗和延迟，在HTTP1.1中默认开启Connection： keep-alive，弥补了HTTP1.0每次请求都要创建连接的缺点

HTTP1.0和1.1的问题

HTTP1.x在传输数据时，每次都需要重新建立连接，无疑增加了大量的延迟时间，特别是在移动端更为突出
HTTP1.x在传输数据时，所有传输的内容都是明文，客户端和服务器端都无法验证对方的身份，无法保证数据的安全性
HTTP1.x在使用时，header里携带的内容过大，增加了传输的成本，并且每次请求header基本不怎么变化，尤其在移动端增加用户流量
虽然HTTP1.x支持了keep-alive，来弥补多次创建连接产生的延迟，但是keep-alive使用多了同样会给服务端带来大量的性能压力，并且对于单个文件被不断请求的服务(例如图片存放网站)，keep-alive可能会极大的影响性能，因为它在文件被请求之后还保持了不必要的连接很长时间

三.HTTP2.0和SPDY区别：

HTTP2.0 支持明文 HTTP 传输，而 SPDY 强制使用 HTTPS
HTTP2.0 消息头的压缩算法采用 HPACK，而非 SPDY 采用的 DEFLATE

四.MPM multi-processing module 工作模式

prefork：多进程I/O模型，每个进程响应一个请求，CentOS 7 默认模型
一个主进程：生成和回收n个子进程，创建套接字，不响应请求
多个子进程：工作 work进程，每个子进程处理一个请求；系统初始时，预先生成多个空闲进程，等待请求

Prefork MPM: 预派生模式，有一个主控制进程，然后生成多个子进程,每个子进程有一个独立的线程响应用户请求，相对比较占用内存，但是比较稳定，可以设置最大和最小进程数，是最古老的一种模式，也是最稳定的模式，适用于访问量不是很大的场景
优点：稳定
缺点：慢，占用资源，不适用于高并发场景

worker：复用的多进程I/O模型,多进程多线程，IIS使用此模型
一个主进程：生成m个子进程，每个子进程负责生个n个线程，每个线程响应一个请求，并发响应
请求：m*n

worker MPM：是一种多进程和多线程混合的模型，有一个控制进程，启动多个子进程，每个子进程里面包含固定的线程，使用线程程来处理请求，当线程不够使用的时候会再启动一个新的子进程，然后在进程里面再启动线程处理请求，由于其使用了线程处理请求，因此可以承受更高的并发。
优点：相比prefork 占用的内存较少，可以同时处理更多的请求
缺点：使用keep-alive的长连接方式，某个线程会一直被占据，即使没有传输数据，也需要一直等待到超时才会被释放。如果过多的线程，被这样占据，也会导致在高并发场景下的无服务线程可用。（该问题在prefork模式下，同样会发生）

event：事件驱动模型（worker模型的变种），CentOS8 默认模型

一个主进程：生成m个子进程，每个子进程负责生个n个线程，每个线程响应一个请求，并发响应
请求：m*n，有专门的监控线程来管理这些keep-alive类型的线程，当有真实请求时，将请求传递给服务线程，执行完毕后，又允许释放。这样增强了高并发场景下的请求处理能力
uevent MPM：Apache中最新的模式，属于事件驱动模型(epoll)，每个进程响应多个请求，在现在版本里的已经是稳定可用的模式。它和worker模式很像，最大的区别在于，它解决了keep-alive场景下，长期被占用的线程的资源浪费问题（某些线程因为被keep-alive，空挂在哪里等待，中间几乎没有请求过来，甚至等到超时）。event MPM中，会有一个专门的线程来管理这些keep-alive类型的线程，当有真实请求过来的时候，将请求传递给服务线程，执行完毕后，又允许它释放。这样增强了高并发场景下的请求处理能力
event只在有数据发送的时候才开始建立连接，连接请求才会触发工作线程，即使用了TCP的一个选项，叫做延迟接受连接TCP_DEFER_ACCEPT，加了这个选项后，若客户端只进行TCP连接，不发送请求，则不会触发Accept操作，也就不会触发工作线程去干活，进行了简单的防攻击（TCP连接）
优点：单线程响应多请求，占据更少的内存，高并发下表现更优秀，会有一个专门的线程来管理keep-alive类型的线程，当有真实请求过来的时候，将请求传递给服务线程，执行完毕后，又允许它释放
缺点：没有线程安全控制
httpd-2.4：event 稳定版，centos7 以后默认
httpd-2.2：event 测试版，centos6 默认

五.一键编译安装httpd2.4脚本

[root@centos7 ~]# cat install_httpd.sh 
#!/bin/bash
#
#******************************************************************************
#Author:        zhanghui
#QQ:            19661891
#Date:          2021-02-28
#FileName:      install_httpd.sh
#URL:           www.cnblogs.com/neteagles
#Description:   install_httpd for centos 7/8 & ubuntu 18.04/20.04
#Copyright (C): 2021 All rights reserved
#******************************************************************************
SRC_DIR=/usr/local/src
COLOR="echo -e \\033[01;31m"
END='\033[0m'
CPUS=`lscpu |awk '/^CPU\(s\)/{print $2}'`

APR_URL=https://mirrors.cloud.tencent.com/apache/apr/
APR_FILE=apr-1.7.0.tar.gz
APR_UTIL_URL=https://mirrors.cloud.tencent.com/apache/apr/
APR_UTIL_FILE=apr-util-1.6.1.tar.gz
HTTPD_URL=https://mirrors.cloud.tencent.com/apache/httpd/
HTTPD_FILE=httpd-2.4.48.tar.gz
INSTALL_DIR=/apps/httpd
MPM=event

os(){
    if grep -Eqi "CentOS" /etc/issue || grep -Eq "CentOS" /etc/*-release;then
        rpm -q redhat-lsb-core &> /dev/null || { ${COLOR}"安装lsb_release工具"${END};yum -y install  redhat-lsb-core &> /dev/null; }
    fi
    OS_ID=`lsb_release -is`
}

check_file(){
    cd  ${SRC_DIR}
    if [ ${OS_ID} == "CentOS" ] &> /dev/null;then
        rpm -q wget &> /dev/null || yum -y install wget &> /dev/null
    fi
    if [ ! -e ${APR_FILE} ];then
        ${COLOR}"缺少${APR_FILE}文件"${END}
        ${COLOR}"开始下载${APR_FILE}源码包"${END}
        wget ${APR_URL}${APR_FILE} || { ${COLOR}"下载${APR_FILE}源码包下载失败"${END}; exit; }
    else
        ${COLOR}"${APR_FILE}文件已准备好"${END}
    fi
    if [ ! -e ${APR_UTIL_FILE} ];then
        ${COLOR}"缺少${APR_UTIL_FILE}文件"${END}
        ${COLOR}"开始下载${APR_UTIL_FILE}源码包"${END}
        wget ${APR_UTIL_URL}${APR_UTIL_FILE} || { ${COLOR}"下载${APR_UTIL_FILE}源码包下载失败"${END}; exit; }
    else
        ${COLOR}"${APR_UTIL_FILE}文件已准备好"${END}
    fi
    if [ ! -e ${HTTPD_FILE} ];then
        ${COLOR}"缺少${HTTPD_FILE}文件"${END}
        ${COLOR}"开始下载${HTTPD_FILE}源码包"${END} 
        wget ${HTTPD_URL}${HTTPD_FILE} || { ${COLOR}"下载${HTTPD_FILE}源码包下载失败"${END}; exit; }
    else
        ${COLOR}"${HTTPD_FILE}文件已准备好"${END}
    fi
}

install_httpd(){
    [ -d ${INSTALL_DIR} ] && { ${COLOR}"Httpd已存在，安装失败"${END};exit; }
    ${COLOR}"开始安装Httpd"${END}
    ${COLOR}"开始安装Httpd依赖包"${END}
    if [ ${OS_ID} == "CentOS" ] &> /dev/null;then
        yum -y install gcc make pcre-devel openssl-devel expat-devel wget bzip2 &> /dev/null
    else
        apt update&> /dev/null
        apt -y install gcc make libapr1-dev libaprutil1-dev libpcre3 libpcre3-dev libssl-dev wget &> /dev/null
    fi
    tar xf ${APR_FILE} && tar xf ${APR_UTIL_FILE} && tar xf ${HTTPD_FILE}
    APR_FILE_DIR=`echo ${APR_FILE}_| sed -nr 's/^(.*[0-9]).*/\1/p'`
    APR_UTIL_FILE_DIR=`echo ${APR_UTIL_FILE}_| sed -nr 's/^(.*[0-9]).*/\1/p'`
    HTTPD_FILE_DIR=`echo ${HTTPD_FILE}_| sed -nr 's/^(.*[0-9]).*/\1/p'`
    mv ${APR_FILE_DIR} ${HTTPD_FILE_DIR}/srclib/apr
    mv ${APR_UTIL_FILE_DIR} ${HTTPD_FILE_DIR}/srclib/apr-util
    cd ${HTTPD_FILE_DIR}
    ./configure --prefix=${INSTALL_DIR} --enable-so --enable-ssl --enable-cgi --enable-rewrite --with-zlib --with-pcre --with-included-apr --enable-modules=most --enable-mpms-shared=all --with-mpm=${MPM}
    make -j ${CPUS} && make install
    [ $? -eq 0 ] && $COLOR"Httpd编译安装成功"$END ||  { $COLOR"Httpd编译安装失败,退出!"$END;exit; }
    useradd -s /sbin/nologin -r apache
    sed -i 's/daemon/apache/' ${INSTALL_DIR}/conf/httpd.conf
    echo "PATH=${INSTALL_DIR}/bin:$PATH" > /etc/profile.d/http24.sh
    . /etc/profile.d/http24.sh
    cat > /lib/systemd/system/httpd.service <<-EOF
[Unit]
Description=The Apache HTTP Server
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target
Documentation=man:httpd(8)
Documentation=man:apachectl(8)

[Service]
Type=forking
ExecStart=${INSTALL_DIR}/bin/apachectl start
ExecReload=${INSTALL_DIR}/bin/apachectl graceful
ExecStop=${INSTALL_DIR}/bin/apachectl stop
KillSignal=SIGCONT
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
    systemctl daemon-reload
    systemctl enable --now httpd &> /dev/null
    systemctl is-active httpd &> /dev/null ||  { ${COLOR}"httpd 启动失败,退出!"${END} ; exit; }
    ${COLOR}"httpd安装完成"${END}
}

main(){
    os
    check_file
    install_httpd
}

main

六.请解释一下以下response header各行的含义？

Date Tue,22Feb 2011 04:37:45 GMT	#报文的创建时间
Server Apache	#服务器程序软件名称
Last-Modified Thu,04 Nov 2010 04;12:24 GMT	#最后一次修改的时间
Etag"9fc-10c-82-5d73fa00”	#实体的扩展标签
Content-Length 130	#主体的长度
Cache-Control max-age-2592000	#控制缓存时长
Expires Thu,24 Mar 2011 04:37:45 GMT	#实体的过期时间
Age 21190	#从最初创建开始，响应持续时长
X-Cache HIT from 86-74.ul.sinaimg.cn	#表示从CDN访问
Via 1.0.86-74.ul.sinaimg.cn:80(squid/2.6.STABLE21)	#：显示报文经过的中间节点（代理，网关）
Connection keep-alive  #连接状态：持久连接

七.http协议常用的状态码

200： 成功，请求数据通过响应报文的entity-body部分发送;OK
301： 请求的URL指向的资源已经被删除；但在响应报文中通过首部Location指明了资源现在所处的新位置；Moved Permanently
302： 响应报文Location指明资源临时新位置 Moved Temporarily
304： 客户端发出了条件式请求，但服务器上的资源未曾发生改变，则通过响应此响应状态码通知客户端；Not Modified
307: 浏览器内部重定向
401： 需要输入账号和密码认证方能访问资源；Unauthorized
403： 请求被禁止；Forbidden
404： 服务器无法找到客户端请求的资源；Not Found
500： 服务器内部错误；Internal Server Error
502： 代理服务器从后端服务器收到了一条伪响应，如无法连接到网关；Bad Gateway
503： 服务不可用，临时服务器维护或过载，服务器无法处理请求
504： 网关超时

posted @ 2021-02-28 20:27 网络之鹰阅读(831) 评论(0) 编辑收藏举报

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