Servidores Web: Funciones y Componentes Clave

• Las páginas web permiten almacenar contenidos atractivos y ser consultados globalmente.
• La popularización de Internet ha impulsado a empresas y usuarios a anunciar productos y capacidades personales mediante páginas web.
• Las páginas web, en su mayoría en formato HTML, se deben alojar en máquinas con espacio en disco y capacidad para entender todo tipo de extensiones de archivos.
• Se deben considerar las medidas de seguridad, incorporando protocolos de comunicación seguros como HTTPS que utilizan cifrado SSL.
• Las máquinas que alojan las páginas web son los servidores web.
• Los requisitos importantes para los servidores son el espacio en disco y una buena conexión de red para que el consumo de la CPU sea bajo.
• Los servidores web tienen consumos de recursos puntuales, con un número bajo de procesos en espera que se van arrancando.
• Las páginas web que ejecutan interacción con el usuario o cifrado (HTTPS) consumen más recursos.
• Para que una página web sea accesible, el servidor web debe estar permanentemente online.
• Las grandes empresas y organizaciones cuentan con un servidor web propio, pero la mayoría recurre a proveedores de alojamiento web.
• Se necesita un software para gestionar los datos de la página.
• Existen varias soluciones de software para servidores web diseñadas para diferentes aplicaciones y sistemas operativos.

Tecnología de Servidores Web

• El software de un servidor HTTP es el encargado de proporcionar los datos para la visualización del contenido web.
• Para abrir una página web, el usuario escribe la URL en el navegador, el cual envía una solicitud al servidor web.
• La respuesta del servidor web puede ser una página HTML estática o generada de forma dinámica.
• La generación dinámica implica que el servidor web ejecuta un código de programa como Java o PHP.
• El navegador interpreta la respuesta y puede generar más solicitudes al servidor, por ejemplo, para imágenes o archivos CSS.
• La transmisión se realiza mediante HTTP (o HTTPS) sobre IP y TCP (o UDP).
• Un servidor web puede entregar contenidos simultáneamente a varios ordenadores o navegadores.
• La cantidad de solicitudes y la velocidad dependen del hardware, la carga del host, y la complejidad del contenido.
• Los contenidos web dinámicos necesitan más recursos.
• La selección del equipo adecuado y la decisión de si debe ser dedicado, virtual o en la nube se debe hacer pensando siempre en evitar sobrecargas en el servidor
• Siempre existe el riesgo de fallos o cortes de energía, lo que causaría que la web no esté disponible

Funciones Adicionales de Servidores Web

• Cifrado de la comunicación entre el servidor web y el cliente vía HTTPS.
• Autenticación HTTP para áreas específicas de una aplicación web.
• Redirección de una solicitud de documento por medio de Rewrite Engine.
• Almacenamiento en caché de documentos dinámicos para la respuesta eficiente de solicitudes.
• Envío y procesamiento de cookies HTTP.
• Se pueden utilizar servidores FTP, servidores de bases de datos, servidores de correo, servidores de juegos o servidores proxy.

El Protocolo HTTP

• El protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) es la base de la web (www).
• La web fue creada en 1989 en el CERN, con sede en Ginebra.
• La web nació de la necesidad de colaboración entre científicos repartidos por el mundo.

Historia del Protocolo HTTP

• En los inicios del protocolo HTTP, a mediados de 1990, la versión 0.9 tenía como finalidad transferir datos por Internet en forma de páginas web HTML.
• A partir de la versión 1.0 del protocolo surgió la posibilidad de transferir mensajes con encabezados.

Versiones del protocolo HTTP

• La historia de HTTP comenzó en 1989, cuando Tim Berners-Lee y su equipo del CERN (Suiza) desarrollaron la World Wide Web.
• La versión inicial de HTTP fue la 0.9.
• Consistía en una sola línea y solo permitía solicitar un archivo HTML del servidor cada vez.
• El servidor solo transfería el archivo solicitado.

El Primer Estándar Oficial HTTP/1.1

• HTTP/1.1 aclaró ambigüedades y añadió numerosas mejoras.
• Una conexión podía ser reutilizada, ahorrando tiempo.
• Enrutamiento('Pipelining' en inglés) se añadió a la especificación, permitiendo realizar una segunda petición de datos, antes de que fuera respondida la primera, disminuyendo de este modo la latencia de la comunicación.
• Se permitió que las respuestas a peticiones, podían ser divididas en sub-partes.
• La negociación de contenido, incluyendo el lenguaje, el tipo de codificación, o tipos, se añadieron a la especificación, permitiendo que servidor y cliente, acordasen el contenido más adecuado a intercambiarse.
• Gracias a la cabecera, Host, pudo ser posible alojar varios dominios en la misma dirección IP.

Protocolo de Mayor Rendimiento HTTP/2

• Las páginas web se volvían cada vez más amplias y complejas.
• HTTP/1.1 está pensado para procesar solicitudes una tras otra en una misma conexión, de manera que cuanto más compleja sea una página web, más tardará en cargarse y mostrarse.
• Google desarrolló el protocolo SPDY o Speedy, que despertó un gran interés.
• En 2015 se publicó la versión HTTP/2 del protocolo.
• Este estándar incluye múltiples mejoras que aceleran la carga de las páginas web.
• La versión HTTP/2 se extendió rápidamente, con un 42 % de las páginas web utilizándola en enero de 2020.

El Futuro: HTTP/3

• Un punto débil de todas las versiones de HTTP usadas hasta ahora es el protocolo de control de transmisión (TCP) en el que se basan.
• TCP requiere que el receptor de cada paquete de datos confirme la recepción antes de que pueda enviarse el siguiente paquete.
• HTTP/3 no funcionará con TCP, sino con UDP, que no aplica este tipo de medidas correctivas.
• A partir de UDP, se ha creado el protocolo QUIC, que será la base de HTTP/3.

Funcionamiento del Protocolo HTTP

• El protocolo HTTP tiene un funcionamiento sencillo basado en el envío de mensajes entre cliente y servidor.
• Un usuario accede a una URL seleccionando un enlace o introduciéndola en el campo correspondiente del cliente Web.
• El cliente Web descodifica la URL, separando sus partes: protocolo, dirección DNS o IP, puerto (por defecto 80) y objeto requerido.
• Se abre una conexión TCP/IP con el servidor, llamando al puerto TCP correspondiente. Se realiza la petición HTTP, enviando el comando (GET, POST, HEAD,...), la dirección del objeto, la versión del protocolo y información sobre el navegador.
• El servidor devuelve la respuesta al cliente, incluyendo un código de estado y el tipo de dato MIME, seguido de la propia información.
• Se cierra la conexión TCP. Este proceso se repite en cada acceso al servidor HTTP, incluyendo los recursos (imágenes, vídeos, etc.).

Comandos o Métodos HTTP

• HTTP define un conjunto de métodos de petición para indicar la acción que se desea realizar para un recurso determinado.
• El estándar HTTP/1.0 recoge únicamente tres comandos, que representan las operaciones de recepción y envío de información y chequeo de estado:
• GET: Solicitar información o recurso de un servidor.
• HEAD: Solicitar información sobre un recurso.
• POST: Enviar información al sevidor.
• La versión 1.1 del protocolo incorpora unos pocos comandos más como son: OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE y CONNECT. Veamos algunos de ellos:
• OPTIONS: Devuelve los métodos HTTP que el servidor soporta para una URL específica.
• DELETE: Sirve para eliminar un recurso especificado en la URL.
• TRACE: Comanda de un sondeo.
• PUT: Permite escribir datos en el servidor, como el commando inverso a GET

Ejemplo de Petición y Respuesta HTTP

• Una solicitud HTTP es un conjunto de líneas que el navegador envía al servidor.
• Incluye:
• El recurso solicitado, el método que se aplicará y la versión del protocolo utilizada.
• Los campos del encabezado de solicitud.
• El cuerpo de la solicitud: conjunto de líneas opcionales que permiten la transmisión de datos

Cabeceras HTTP

• Las cabeceras HTTP son parámetros que se envían en una petición o respuesta HTTP al cliente o al servidor para proporcionar información esencial sobre la transacción en curso.
• Las posibles códigos de estado se identifican con números de tres cifras y se clasifican:
• Códigos Informativos (1xx: Informativa)
• Códigos de Éxito (2xx: La petición se completó correctamente)
• Códigos de Redirección (3xx: Redirección)
• Códigos de Error del Cliente (4xx: Error del cliente)
• Códigos de Error del Servidor (5xx: Error del servidor)

Tipos MIME

• Originalmente, el protocolo HTTP fue diseñado para transportar archivos ASCII (texto plano).
• Surgió la necesidad de incluir diferentes tipos de ficheros no ASCII (imágenes, vídeos, sonidos, etc.).
• Hubo que transformar estos formatos a tipo ASCII (u otros juegos de caracteres compatibles) en el Navegador web
• Se crearon los tipos MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions), especificaciones para dar formato a mensajes no-ASCII, de forma que pudieran ser enviados por Internet.
• Los tipos de medios de Internet son un estándar que indica el tipo de información que presenta un archivo o un conjunto de datos.
• Es una buena practica proveer información de tipos de medios siempre que sea posible, como en el caso de los elementos.
• El identificador del tipo de medio debe ajustarse al formato 'tipo/subtipo'.

HTTPS

• El Protocolo seguro de transferencia de hipertexto (HTTPS) es la versión segura de HTTP basada en el protocolo HTTP, destinado a la transferencia segura de datos de hipertexto.
• El protocolo HTTPS (la "ese" es de "Seguro") por la empresa Netscape.
• HTTPS original utilizaba SSL como protocolo seguro, pero en la actualidad está obsoleto y se emplea TLS (Transport Layer Security).
• El estándar de HTTP sobre TLS, en realidad, no se configuró hasta mayo del año 2000.

Funcionamento del protocolo HTTPS

• El cliente envía una petición de sesión segura.
• El servidor envía un certificado X.509 con la clave pública del servidor.
• El cliente autentica el certificado con la lista de CA conocidas.
• El cliente genera una clave simétrica aleatoria y la cifra utilizando la clave pública del servidor.
• Ahora tanto el cliente como el servidor conocen la clave simétrica y cifran los datos del usuario final utilizándola durante la sesión.

Servidores Web: Apache vs Nginx

• Para poner en marcha un servidor web, es necesario un sistema operativo (normalmente Linux), un software para la gestión de bases de datos (MySQL), y un software para gestionar el contenido dinámico de las webs (PHP).
• La elección del servidor web determina las dudas.
• Los Servidores Web son Apache y Nginx, los que dan un 85% de uso.
• Microsoft IIS (si usamos un servidor Windows), LiteSpeed, Node.js.

Razones para usar Nginx

• Es ligero: Nginx reduce el consumo de RAM.
• Es multiplataforma y fácil de instalar: La mayoría de las grandes distribuciones de GNU/Linux, tienen Nginx en sus repositorios.
• ¡Se puede usar junto a Apache!: Algunas empresas solo usan Nginx para servir contenido estático y Apache para el contenido dinámico.
• Caché: Puedes usar Nginx como caché, con algo de configuración.
• Balanceador de carga: Este servidor web puede funcionar como balanceador de carga, distribuyendo el tráfico entre varios servidores, permitiendo mayor escalabilidad.
• Soporte comunitario y profesional: Nginx, Inc está detrás del desarrollo de Nginx, además de la comunidad en general, permitiendo tener un soporte tanto profesional como comunitario.
• Compatibilidad con las aplicaciones web más populares: Nginx es compatible con una gran cantidad de CMS existentes en el mercado, y hay muchos tutoriales y documentación para instalar estos bajo Nginx.
• Nginx está orientado a mejorar el rendimiento, soportando mayores cargas de tráfico y usuarios que Apache (Problema C10K).
• En sus orígenes era especialmente eficiente ofreciendo contenido estático

Ejemplos de Servicios de Despliegue de Páginas Estáticas

• Netlify.
• Surge.
• GitHub Pages.
• GitLab Pages.
• Firebase.
• Vercel.
• Neocities.

Prueba sobre servidores web, su funcionalidad y componentes. Evalúa la comprensión sobre la selección de equipos, mitigación de latencia, funciones ofrecidas, uso de proxy, consecuencias del tiempo de inactividad y seguridad en la comunicación. También, explora el propósito inicial de la World Wide Web y el papel del protocolo HTTP.