notes

Архитектура Frontend и Backend

Table of content

• Общая архитектура
• Reverse proxy
• Application server
• CGI
• WSGI

Общая архитектура

Задачи фронтэнд сервера

1. Отдача статических документов
2. Проксирование запросов к бекенд серверу (reverse proxy)
3. Балансировка нагрузки
4. Кэширование
5. Сборка SSI (сборка веб странички из небольших кусочков)
6. Авторизация, SSL, нарезка картинок, gzip

Reverse proxy

• Основная задача - борьба с медленными клиентами. Т.е. к примеру у нас медленный клиент, который передаёт данные на сервер очень медленно и занимает при этом целый процесс. Если таких пользователей много, то в системе зависает много процессов, большинство из которых заняты передачей данных с\на клиент.
  1. frontend (медленно) - читает запрос от клиента
  2. frontend (быстро) передает запрос свободному backend.
  3. backend генерирует страниу
  4. backend (быстро) возвращает ответ frontend серверу.
  5. frontend (медленно) - возвращает ответ клиенту

Результат: backend занят минимально возможное время.

Application server

1. Роль application сервера заключается в исполнении бизнес-логики приложения и генерации динамических ответов.
2. На каждый HTTP запрос application сервер запускает некоторый обработчик в приложении. Это может быть функция, класс или программа, в зависимости от технологии.
3. Протоколы запуска веб приложений:
   • Servlets - обработчики в виде классов, веб сервер запускает методы этих классов (используется в Java)
   • mod_perl, mod_python, mod_php - утилиты для Apache
   • CGI - запускаемое приложение
   • FastCGI, SCGI - модификации CGI решающие некоторые его проблемы
   • PSGI (for perl), WSGI (for python), Rack (for ruby)

CGI

1. CGI - Common Gateway Interface. Создавался для создания динамических сайтов. Т.е. frontend сервер запускает какое-либо приложение, передаёт ему параметры и отправляет результат работы приложения

   

   • Метод, QueryString, заголовки запроса - через переменные окружения
   • Тело запроса передается через STDIN
   • Заголовки и тело ответа возвращаются через STDOUT
   • HTTP код ответа передается через псевдозаголовок Status
   • Поток ошибок STDERR направляется в лог ошибок сервера.
2. Минусы:
   • каждый раз программу нужно прочитать с диска
   • в зависимости от языка команду может потребоваться интерпретировать (Python, Javascript)
   • устанавливается соединение к БД
3. Переменные окружения CGI
   • RESUEST_METHOD
   • PATH_INFO - путь из URL (/document/10). На основе этого параметра application сервере выбирает какой обработчик вызывать.
   • QUERY_STRING - фрагмент URL после ? (параметры обработчика).
   • REMOTE_ADDR - IP адрес пользователя
   • CONTENT_LENGTH - длина тела запроса (чтобы скрипт знал сколько данных нужно читать из stdin)
   • HTTP_COOKIE - заголовок Cookie
   • HTTP_ANY_HEADER_NAME - заголовок HTTP
4. FastCGI и SCGI - решают проблему CGI с производительностью путем демонизации приложения. Иногда это возможно сделать даже без изменения кода CGI приложения.
   • Взаимодействие между application сервером и скриптом происходит через сокет.

   

WSGI

1. WSGI, PSGI, Rack - протоколы вызова функции обработчика из application сервера. Сам application server при этом может выполняться в отдельном процессе или совпадать с web сервером. Как правило, при использовании этих протоколов в качестве application сервера выступает отдельный легковесный процесс.

    # environ conatins CGI-like variables
    def wsgi_application(environ, start_response):
        status = '200 OK'
        headers = [
            ('Content-Type', 'text/plain')
        ]
        body = 'Hello, world!'
        start_response(status, headers)
        return [body]
   

2. WSGI (Web Server Gateway Interface)
   • Обработчик - функция или класс (что-то можно можно вызывать)
   • Метод, QueryString, заголовки запроса - через аргумент environ
   • Тело запроса передается через file-handle wsgi.input
   • HTTP код ответа и заголовки ответа передаются через вызов функции start_response
   • Тело ответа возвращается в виде списка (iterable) из обработчика
   • Поток ошибок должен быть направлен в file-handle wsgi.stderr

3. Взаимодействие Web Server’a и WSGI приложения

   

4. Задачи приложения работающего с application server.
   • Анализ PATH_INFO и выбор конкретного обработчика
   • Разбор конкретных заголовков, например Cookie
   • Разбор QUERY_STRING
   • Разбор тела запроса
     • x-www-form-urlencoded
     • multipart/form-data
   • Вывод правильных заголовков ответа и отдача тела