Как Web-сервер обрабатывает данные пользователя

Итак, каким же образом программа Web-сервера обрабатывает данные, отправленные ей пользователем?

Да никак. Web-сервер не приспособлен их обрабатывать. Его задача: прием от Web-обозревателя запроса на файлы (Web-страницы, таблицы стилей, графические изображения, фильмы, звуки, архивы, исполняемые файлы и т. п.), поиск этих самых файлов на жестких дисках серверного компьютера и отправка найденных файлов назад Web-обозревателю. Это его основная задача. Конечно, некоторые особо мощные серверы могут выполнять дополнительные действия над отправляемыми файлами перед собственно их отправкой (в частности, выполнять серверные директивы). Есть и программы-"многостаночники", выполняющие функции не только Web-сервера, но и сервера FTP, почты, новостей UseNet и бог знает чего еще. Но основная функция: простая выдача файлов по требованиям клиентов -и не более того.

Секрет в том, что данные посетителя обрабатываются не самим Web-сервером. Для этого применяются специальные программы, работающие вместе с Web-сервером на том же серверном компьютере. Они называются серверными программами, не имеют интерфейса пользователя и "общаются" только с Web-сервером, принимают от него введенные пользователем данные и возвращают ему результат. Этим они коренным образом отличаются от клиентских программ, работающих непосредственно с пользователем. (К клиентским программам относится, в частности, ваш любимый Web-обозреватель.)

Из этого следует, что Web-сервер умеет-таки принять данные от пользователя. Да, это входит в его основную задачу: принять данные и перенаправить их серверной программе. В свою очередь серверная программа их обработает и вернет Web-серверу результат.

Вот тут-то и начинается самое интересное. Дело в том, что результат, возвращаемый серверной программой Web-серверу, — это не что иное, как обычный HTML-код! Фактически серверная программа возвращает готовую Web-страницу, сформированную на основе данных, введенных посетителем. Такая страница называется динамической, в отличие от статических страниц, написанных Web-дизайнером и сохраненных в файлах на дисках серверного компьютера. А уж эту динамическую страницу Web-сервер и направляет клиенту в качестве ответа на введенные данные.

Серверные программы делятся на следующие четыре вида.

1. Исполняемые программы, работающие через интерфейс CGI (Common Gateway Interface — общий интерфейс обмена), так называемые CGI-npoграммы. Эта разновидность серверных программ — самая старая, однако отнюдь не устаревшая.

2. Расширения Web-сервера (приложения формата ISAPI, NSAPI, модули расширения Apache и т. п.). Новый способ, позволяющий встраивать серверные программы в сам Web-сервер, делая их его составными частями. Впервые предложен фирмой Microsoft для их сервера Microsoft Internet Information Server (интерфейс ISAPI) и разработчиками популярного бесплатного Web-сервера Apache.

3. Активные серверные страницы (ASP, JSP и др.). Фактически это обычные статические Web-страницы, сохраненные в файлах, Которые, кроме обычного HTML-кода, включают в себя команды, обрабатываемые либо самим Web-сервером, либо его расширением. Также новый способ, впервые предложенный Microsoft для того же Internet Information Server.

4. Серверные сценарии, написанные на интерпретируемом языке (Perl, Python, VBScript, JavaScript и др.). Обычные сценарии, работающие через интерфейс CGI или ISAPI на стороне сервера.

Теперь рассмотрим все это разнообразие подробнее.

CGI-программы представляют собой обычные исполняемые файлы, написанные на любом языке программирования и откомпилированные в машинный код процессора. Они не имеют интерфейса пользователя (как и все серверные программы), а работают с Web-сервером, получают от него входные данные и ему же пересылают результаты своей работы. Запускаются они самим Web-сервером, когда в них возникает нужда (когда необходимо обработать полученные от пользователя данные), и работают под управлением операционной системы серверного компьютера. При этом, если Web-серверу поступает одновременно несколько запросов на обработку данных от пользователей, он запускает соответствующее количество копий CGI-программы.

К достоинствам CGI-программ можно отнести легкость создания (многие среды разработки программ поддерживают создание таких приложений, в частности популярнейший Borland Delphi, начиная с версии 3) и простоту отладки. Также, поскольку CGI-приложения представляют собой независимые программы, они выполняются отдельно от Web-сервера (как говорят программисты и системные администраторы, выполняются в другом адресном пространстве). Это значит, что при сбое в CGI-программе завершается только она — сам Web-сервер остается "на плаву". А недостаток у CGI-программ всего один: большой расход системных ресурсов, поскольку для обработки каждого набора данных запускается отдельная копия серверной программы. И если Web-серверу поступит слишком много запросов на обработку данных, серверный компьютер может и зависнуть.

Расширения Web-сервера — более новая разновидность серверных программ. Они представляют собой обычные библиотеки DLL, в которых реализована вся логика серверной программы. Такие библиотеки как бы встраиваются в программу Web-сервера и работают как ее неотъемлемая часть. Поскольку библиотеки DLL работают только в среде Windows, для того чтобы создавать расширения в иных операционных системах, были придуманы и другие форматы. В частности, модули расширения сервера Apache не являются библиотеками DLL,

Именно в виде библиотек DLL создаются расширения Web-серверов Internet Information Server фирмы Microsoft и Netscape Web Server фирмы Netscape. В первом случае расширения имеют формат ISAPI (Internet Server Application Programming Interface — интерфейс программирования приложений интернет-сервера), а во втором — NSAPI (Netscape Server Application Programming Interface — интерфейс программирования приложений сервер^ Netscape). Формат модулей расширения Apache так и называется — модули Apache.

Достоинство у расширений Web-сервера одно: бережный расход системных ресурсов. Дело в том, что для обработки всех наборов данных пользователя запускается всего один экземпляр расширения, который отнимает существенно меньше ресурсов, чем уйма запущенных CGI-программ. Однако расширения труднее создавать и отлаживать, к тому же они не так безопасны.

Как CGI-программы. Поскольку они работают как часть Web-сервера, любая ошибка в расширении приведет к зависанию сервера.

Оба описанных выше вида серверных программ обладают одним огромным недостатком. Прежде чем они смогут работать, они должны быть написаны на языке программирования и откомпилированы в машинные коды процессора, что отнимает много времени, особенно при отладке. Конечно, откомпилированные программы работают быстрее интерпретируемых, т. е. тех, где каждая инструкция читается, расшифровывается и обрабатывается специальной программой-интерпретатором. Но у интерпретируемых программ есть и свои преимущества, главными из которых являются простота и быстрота написания. Две следующие разновидности серверных программ, которые будут описаны, как раз будут интерпретируемыми.

Как уже говорилось, активные серверные страницы — это обычные Web-страницы, включающие в себя особые серверные сценарии, выполняемые самим Web-сервером или специальной серверной программой (CGI-приложением или расширением Web-сервера). В частности, ASP (Active Server Pages — активные серверные страницы), поддерживаемые Microsoft Internet Information Server, и JSP (Java Server Pages — серверные страницы, написанные на JavaScript), поддерживаемые рядом других Web-серверов, работают именно таким образом. Серверные страницы ASP пишутся на языках JavaScript и VBScript, a JSP — только на JavaScript.

Достоинства активных серверных страниц вы уже знаете: легкость и быстрота написания и простота отладки. Кроме того, поскольку активные серверные страницы -- это обычные Web-страницы с "вкраплениями" программного кода, их написание легко освоят все, кто знаком с HTML. Недостаток: относительная медлительность и повышенные требования к системным ресурсам.

Серверные сценарии подобны активным серверным страницам тем, что являются интерпретируемыми, однако представляют собой "чистый" программный код, без HTML-''примесей". Интерпретатор практически всегда представляет собой CGI-программу, однако ничто не мешает разработать его в виде расширения Web-сервера. Сценарии обычно пишутся на языке программирования Perl, специально предназначенном для обработки текста; также используются языки Python, JavaScript, VBScript и даже (как говорят) язык командных файлов MS-DOS. Фактически писать сценарии можно на любом языке программирования, для которого есть интерпретатор.

Достоинства и недостатки серверных сценариев те же, что у активных серверных страниц. Однако сценарии потребляют исключительно много системных ресурсов, даже больше, чем CGI-приложения. Ведь для обработки каждого набора данных пользователя запускается своя копия интерпретатора, а интерпретатор, в свою очередь, расходует много ресурсов на обработку сценария. И все же, несмотря на это, сценарии — самый популярный способ создания серверных программ.

В табл. 15.1 приведены расширения файлов серверных программ.

Таблица 15.1. Расширения файлов серверных программ

Вот мы и рассмотрели, как Web-сервер обрабатывает (точнее, не обрабатывает) данные пользователя. Теперь переместимся в начало цепочки и рассмотрим, как Web-обозреватель отправляет данные пользователя серверной программе.