Основы Web

WWW, World Wide Web (Всемирная паутина) — распределённая система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных компьютерах, подключённых к Интернету. Для обозначения этого термина также используют слово web.

W3C, World Wide Web Consortium (Консорциум Всемирной паутины) — организация, разрабатывающая и внедряющая технологические стандарты для WWW.

W3C разрабатывает для Интернета единые принципы и стандарты, называемые «рекомендациями» (W3C Recommendations), которые затем внедряются производителями программ и оборудования. Таким образом достигается совместимость между программными продуктами и аппаратурой различных компаний.

| # | Уровень (layer) | Тип данных (PDU) | Функции | Примеры | |--:|----------------------------------|:----------------------------:|---------------------------------------|:------------------:| | 7 | Прикладной (application) | - | Доступ к сетевым службам | HTTP, FTP | | 6 | Представительский (представления) (presentation) | - | Представление и шифрование данных | ASCII, JPEG | | 5 | Сеансовый (session) | - | Управление сеансом связи | RPC, PAP | | 4 | Транспортный (transport) | Сегменты(segment) / Дейтаграммы(datagram) | Прямая связь между конечными пунктами и надежность | TCP, UDP | | 3 | Сетевой (network) | Пакеты (packet) | Определение маршрута и логическая адресация | IP, AppleTalk | | 2 | Канальный (data link) | Биты (bit) / Кадры (frame) | Физическая адресация | Ethernet, IEEE 802.2, L2TP | | 1 | Физический (physical) | Биты (bit) | Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными | USB, витая пара |

TCP/IP - это два основных сетевых протокола Internet. Часто это название используют и для обозначения сетей, работающих на их основе.

IP (Internet Protocol) - маршрутизируемый протокол, отвечающий за IP-адресацию, маршрутизацию, фрагментацию и восстановление пакетов. В его задачу входит продвижение пакета между сетями — от одного маршрутизатора до другого и тех пор, пока пакет не попадет в сеть назначения. В отличие от протоколов прикладного и транспортного уровней, протокол IP разворачивается не только на хостах, но и на всех шлюзах (маршрутизаторах). Этот протокол работает без установления соединения и без гарантированной доставки.

В настоящее время используются следующие две версии протокола IP:

TCP (Transfer Control Protocol) - протокол, обеспечивающий надежную, требующую логического соединения связь между двумя компьютерами. Отвечает за установление соединения, упорядочивание посылаемых пакетов и восстановление пакетов, потерянных в процессе передачи.

Стек протоколов TCP/IP включает в себя четыре уровня:

TCP-соединение двух узлов начинается с handshake (рукопожатия):

После этого TCP соединение считается установленным и приложения, работающие в этих узлах, могут посылать друг другу пакеты с данными.

В заголовке TCP/IP пакета указывается:

UDP, User Datagram Protocol (Протокол пользовательских датаграмм) — протокол, который обеспечивает доставку без требований соединения с удаленным модулем UDP и обязательного подтверждения получения.

К заголовку IP-пакета UDP добавляет всего четыре поля по 2 байта каждое:

Поля «порт источника» и «контрольная сумма» не являются обязательными для использования в IPv4. В IPv6 необязательно только поле «порт отправителя».

UDP используется DNS, SNMP, DHCP и другими приложениями.

TCP — ориентированный на соединение протокол, что означает необходимость «рукопожатия» для установки соединения между двумя хостами. Как только соединение установлено, пользователи могут отправлять данные в обоих направлениях.

UDP — более простой, основанный на сообщениях протокол без установления соединения. Протоколы такого типа не устанавливают выделенного соединения между двумя хостами. Связь достигается путём передачи информации в одном направлении от источника к получателю без проверки готовности или состояния получателя.

Протокол передачи данных — набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения разнесённой в пространстве аппаратуры, соединённой тем или иным интерфейсом.

Наиболее известные протоколы передачи данных:

HTTP, HyperText Transfer Protocol (Протокол передачи гипертекста) — протокол прикладного уровня передачи данных.

Основой HTTP является технология «клиент-сервер»:

Для идентификации ресурсов HTTP использует глобальные URI.

HTTP не сохраняет своего состояния. Это означает отсутствие сохранения промежуточного состояния между парами «запрос-ответ».

Структура протокола:

Заголовки и тело сообщения могут отсутствовать, но стартовая строка является обязательным элементом, так как указывает на тип запроса/ответа.

HTTPS, HyperText Transfer Protocol Secure — расширение протокола HTTP, поддерживающее шифрование. Данные, передаваемые по протоколу HTTPS, «упаковываются» в криптографический протокол SSL или TLS, что обеспечивает защиту от атак, основанных на прослушивании сетевого соединения (при условии, что будут использоваться шифрующие средства и сертификат сервера проверен и ему доверяют).

Различия HTTP и HTTPS:

FTP, File Transfer Protocol (Протокол передачи файлов) — протокол передачи файлов между компьютерами в сети TCP. С его помощью можно подключаться к FTP-серверам, просматривать содержимое их каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер. Протокол построен на архитектуре «клиент-сервер» и использует разные сетевые соединения для передачи команд и данных между клиентом и сервером.

По умолчанию использует TCP-порт 21.

GET передает данные серверу, используя URL, тогда как POST передает данные, используя тело HTTP запроса. Длина URL ограничена 1024 символами, это и будет верхним ограничением для данных, которые можно отослать через GET. POST может отправлять гораздо большие объемы данных. Лимит устанавливается web-server и составляет обычно около 2 Mb.

Передача данных методом POST более безопасна, чем методом GET, так как секретные данные (например пароль) не отображаются напрямую в web-клиенте пользователя, в отличии от URL, который виден почти всегда. Иногда это преимущество превращается в недостаток - вы не сможете послать данные за кого-то другого.

MIME, Multipurpose Internet Mail Extension (Многоцелевые расширения Интернет-почты) — спецификация для передачи по сети файлов различного типа: изображений, музыки, текстов, видео, архивов и др. В HTML указание MIME-типа используется при передаче данных форм и вставки на страницу различных объектов.

Web server (Веб-сервер) — сервер, принимающий HTTP-запросы от клиентов и выдающий им HTTP-ответы. Так называют как программное обеспечение, выполняющее функции web-сервера, так и непосредственно компьютер, на котором это программное обеспечение работает.

Web-серверы могут иметь различные дополнительные функции, например:

Наиболее известные web-серверы:

Web application (Веб-приложение) - клиент-серверное приложение, в котором клиентом выступает браузер, а сервером — web-сервер. Логика web application распределена между сервером и клиентом, хранение данных осуществляется, преимущественно, на сервере, а обмен информацией происходит по сети. Одним из преимуществ такого подхода является тот факт, что клиенты не зависят от конкретной операционной системы пользователя, поэтому web application является кроссплатформенным сервисом.

Application Server (Сервер приложений) — программа, представляющая собой сервер, который занимается системной поддержкой приложений и обеспечивает их жизненный цикл в соответствии с правилами, определёнными в спецификациях. Может работать как полноценный самостоятельный web-сервер или быть поставщиком страниц для другого web-сервера. Обеспечивает обмен данными между приложениями и клиентами, берёт на себя выполнение таких функций, как создание программной среды для функционирующего приложения, идентификацию и авторизацию клиентов, организацию сессии для каждого из них.

Наиболее известные серверы приложений Java:

Понятие web server относится скорее к способу передачи данных (конкретно, по протоколу HTTP), в то время как понятие Application server относится к способу выполнения этих самых приложений (конкретно, удаленная обработка запросов клиентов при помощи каких-то программ, размещенных на сервере). Эти понятия нельзя ставить в один ряд. Они обозначают разные признаки программы. Какие-то программы удовлетворяют только одному признаку, какие-то - нескольким сразу.

Apache Tomcat умеет выполнять приложения? Да, значит он является application server. Apache Tomcat умеет отдавать данные по HTTP? - Да. Следовательно он является web server.

Возьмите какую-нибудь базу данных, в которой на хранимых процедурах описана сложная логика и можно в ответ на SQL-запросы отправлять даже sms. Такую базу данных можно назвать application server, но web server - уже нет, потому что все это не работает с клиентом по HTTP протоколу.

Возьмите чистый Apache, в котором не включены никакие модули для поддержки языков программирования. Он умеет отдавать только статичные файлы и картинки по протоколу HTTP. Это web server, но не application server. Включите модуль для поддержки PHP и разместите там программу на PHP, которая делает запросы к базе данных и динамически формирует страницы. Теперь Apache стал и application server.

AJAX, Asynchronous Javascript and XML (Асинхронный Javascript и XML) — подход к построению интерактивных пользовательских интерфейсов web-приложений, заключающийся в «фоновом» обмене данными браузера и web-сервера. В результате, при обновлении данных web-страница не перезагружается полностью и web-приложения становятся быстрее и удобнее.

При использовании AJAX:

AJAX базируется на двух основных принципах:

AJAX не является самостоятельной технологией, это концепция использования нескольких смежных технологий:

WebSocket — протокол полнодуплексной связи поверх TCP-соединения, предназначенный для обмена сообщениями между браузером и web-сервером в режиме реального времени.

Протокол WebSocket определяет две URI схемы

JSON, JavaScript Object Notation — текстовый формат обмена данными, основанный на JavaScript.

JSON представляет собой (в закодированном виде) одну из двух структур:

Ключом может быть только строка (регистрозависимая: имена с буквами в разных регистрах считаются разными).

В качестве значений могут быть использованы:

JSON Schema — один из языков описания структуры JSON-документа, используя синтаксис JSON.

Это самоописательный язык: при его использовании для обработки данных и описания их допустимости могут использоваться одни и те же инструменты сериализации/десериализации.

Сookies («куки») — небольшой фрагмент данных, отправленный web-сервером и хранимый на устройстве пользователя. Всякий раз при попытке открыть страницу сайта, web-клиент пересылает соответствующие этому сайту cookies web-серверу в составе HTTP-запроса. Применяется для сохранения данных на стороне пользователя и на практике обычно используется для:

Сессия — промежуток времени между первым и последним запросами, которые пользователь отправляет со своего устройства на сервер сайта. Завершается сессия в случае, если со стороны пользователя не поступало запросов в течение определенного промежутка времени или же при обрыве связи.

Аутентификация - это проверка соответствия субъекта и того, за кого он пытается себя выдать, с помощью некой уникальной информации (отпечатки пальцев, цвет радужки, голос и тд.), в простейшем случае - с помощью имени входа и пароля.

Авторизация - это проверка и определение полномочий на выполнение некоторых действий (например, чтение файла) в соответствии с ранее выполненной аутентификацией.

Очевидно, что это разные понятия, но при этом без первого не может быть второго и наоборот. То есть имея разрешение на работу, вы не сможете оказаться на рабочем месте без предъявления пропуска, равно как и нет смысла в демонстрации пропуска, если вы не планируете работать. Именно тот факт, что одного не бывает без другого, и вызывает у людей заблуждение, что это одно и то же.