Servidores Web: Hardware, Seguridad y Funciones

Introducción

• La evolución de Internet ha impulsado la publicación de páginas web con contenidos atractivos accesibles globalmente.
• Empresas y usuarios publican productos, aficiones o capacidades personales mediante páginas web.
• Las páginas web en HTML se alojan en máquinas con espacio para archivos HTML, imágenes, código y video.
• Es importante la seguridad ante peligros en Internet con protocolos de comunicación seguros como HTTPS basado en SSL.
• Los servidores web requieren suficiente espacio en disco y buena conexión de red para un bajo consumo de CPU.
• Los servidores web tienen consumos de recursos puntuales, con un número bajo de procesos a la espera que se activan según necesidad.
• Las páginas web con interacción o cifrado HTTPS consumen más recursos.

¿Qué es un servidor web?

• Los servidores web almacenan contenidos de Internet, asegurando su disponibilidad constante y segura.

• Al acceder a una página web, el servidor web envía los componentes directamente al ordenador del usuario.

• Un servidor web debe estar permanentemente online para la accesibilidad de la página web.

• Toda página accesible necesita un servidor, a menudo las empresas tienen uno propio pero la mayoria recurren proveedores de alojamiento web.

• Se necesita software para gestionar los datos y su actualización.

• Hay varias opciones de software para servidores web diseñadas para diferentes aplicaciones y sistemas operativos.

Tecnología de Servidores Web

• El software de un servidor HTTP proporciona los datos para visualizar el contenido web.

• Para abrirla, se escribe la URL correspondiente en el navegador.

• El navegador envía una solicitud al servidor web, que responde con una página HTML.

• La página puede ser un documento estático o generarse dinámicamente mediante código de programa como Java o PHP.

• El navegador interpreta la respuesta, generando solicitudes para imágenes o archivos CSS

• La transmisión se realiza mediante HTTP (o HTTPS) sobre IP y TCP (raramente UDP).

• El servidor web entrega contenido simultáneamente a múltiples ordenadores o navegadores.

• La cantidad y velocidad de solicitudes dependen del hardware, la carga y la complejidad del contenido.

• El contenido dinámico requiere más recursos que el estático.

• La selección del equipo para el servidor debe evitar sobrecargas, considerando opciones dedicadas, virtuales o en la nube.

• Aunque un servidor web se adapte a un proyecto, existen riesgos de fallos técnicos o cortes de energía que pueden requerir un periodo de inactividad.

Otras Funciones de los Servidores Web

• Además de transferir contenido, los programas servidor web ofrecen características adicionales:
• Cifrado de la comunicación entre el servidor y el cliente vía HTTPS para seguridad.
• Autenticación HTTP para áreas específicas de una aplicación web.
• Redirección de solicitudes de documentos mediante Rewrite Engine.
• Almacenamiento en caché de documentos dinámicos para mejorar la respuesta y evitar sobrecarga.
• Asignación y procesamiento de cookies HTTP.
• Un host puede incluir programas como servidores FTP o bases de datos.
• Existen distintos tipos de servidores web utilizados para diversos propósitos, como correo, juegos o servidores proxy.

El protocolo HTTP

Historia

• HTTP es el protocolo de transferencia de hipertexto, motor de Internet (WWW).
• La web fue creada en 1989 en el CERN para la investigación Nuclear, con sede en Ginebra.
• Surgió de la necesidad de comunicar a múltiples científicos repartidos por el mundo.

Versiones

• En los inicios de HTTP, la versión 0.9 (mediados de 1990) transfería páginas web en HTML.

• Desde la versión 1.0 es posible transferir mensajes con encabezados que describen el contenido.

• La historia de HTTP empezó en 1989 por Tim Berners-Lee y su equipo en el CERN.

• La versión inicial 0.9 permitía solicitar un archivo HTML del servidor cada vez.

• El servidor solo transfería el archivo solicitado y el protocolo manejaba únicamente archivos HTML.

• HTTP/1.1 (primer estándar oficial) aclaró ambigüedades e incluyó:

• Reutilización de conexiones para ahorrar tiempo.

• Pipelining que permite realizar peticiones antes de recibir la primera respuesta.

• División de respuestas a peticiones en sub-partes.

• Negociación de contenido incluyendo lenguaje, tipo de codificación para acordar el contenido adecuado.

• Alojamiento de varios dominios con la misma dirección IP gracias a la cabecera Host.

• HTTP/2 mejora el rendimiento al procesar solicitudes en una misma conexión.

• Google desarrolló el protocolo SPDY, que llevó a la publicación de HTTP/2 en 2015 para acelerar la carga de páginas web.

• HTTP/2 se extendió rápidamente y actualmente un 42% de las páginas web lo utilizan.

• HTTP/3 no utiliza TCP y usará en cambio 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 HTML o introduciéndola directamente.
• El cliente Web descodifica la URL, separando el protocolo, la dirección DNS o IP, el puerto (por defecto 80) y el objeto requerido.
• Se abre una conexión TCP/IP llamando al puerto TCP correspondiente y se realiza la petición HTTP con el comando (GET, POST, HEAD), la dirección del objeto, la versión HTTP y datos sobre el navegador.
• El servidor devuelve la respuesta al cliente con un código de estado, el tipo MIME, y la información.
• Se cierra la conexión TCP.
• Este proceso se repite con cada acceso, por ejemplo, con un HTML que contiene imágenes.

Comandos o Métodos HTTP

• HTTP define métodos de petición para indicar acciones sobre un recurso.
• El estándar HTTP/1.0 recoge tres comandos: GET, HEAD y POST
• GET: solicita información o recursos del servidor.
• HEAD: solicita información sobre el recurso (tamaño, tipo, fecha de modificación), para conocer cuándo actualizar la copia.
• POST: envía información al servidor, como datos de un formulario.
• La versión 1.1 incorpora: OPTIONS,PUT,DELETE, TRACE y CONNECT
• OPTIONS: devuelve los métodos que el servidor soporta.
• DELETE: elimina un recurso especificado en la URL.
• TRACE: realiza un sondeo para saber todos los dispositivos intermedios de la petición.
• PUT: permite escribir o poner un recurso en la URL especificada.

Ejemplo de petición y respuesta

• Una solicitud HTTP incluye el recurso, el método y la versión utilizada.
• Incluye también campos de encabezado con información adicional sobre la solicitud o el cliente.
• El cuerpo de la solicitud contiene líneas opcionales separadas por una línea en blanco para la transmisión de datos mediante POST.
• La sintaxis de una respuesta HTTP es un conjunto de líneas que el servidor envía.
• Una línea de estado incluye la versión del protocolo, un código de estado/error y un texto con su significado.
• Los códigos de estado se clasifican en cinco grupos: informativos (1xx), éxito (2xx), redirección (3xx), error del cliente (4xx) o error del servidor (5xx).
• Los campos del encabezado de la respuesta aportan información adicional.
• Se incluye el cuerpo de la respuesta es el recurso solicitado.

Cabeceras HTTP

• Las cabeceras HTTP son parametros que se envian en una petición o respuesta, proporcionan información en la transacción.
• Usan sintaxis: Cabecera: Valor y son enviadas automaticamente.

Tipos MIME

• El protocolo HTTP fue diseñado para transportar ficheros ASCII de texto plano.
• Con el tiempo, surgió la necesidad de incluir ficheros no ASCII como imágenes y videos.
• Se necesitó transformar estos formatos a ASCII.
• MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) da formato a messages no-ASCII para enviarse por Internet.
• Los tipos de medios de Internet (tipos MIME) estandarizan la designación del tipo o el tipo de contenido de información.
• Útil para conocer el tipo de un archivo antes de descargarlo.
• Debe ajustarse al siguiente formato: “tipo" y el "subtipo"

HTTPS

• Es un protocolo de aplicación basado en HTTP para la transferencia segura de datos de hipertexto.,la version segura de HTTP
• La web es insegura por naturaleza y debe ser modernizada.
• El protocolo HTTPS ("ese" de "Seguro") fue creado en 1994 por Netscape.
• HTTPS usaba SSL para el intercambio de claves y cifrado pero ahora usa TLS (Transport Layer Security).

Funcionamiento de HTTPS

• El cliente envía una petición de sesión segura HTTPS.
• El servidor envía un certificado X.509 con la clave pública.
• El cliente autentica el certificado con una lista de CA conocidas.
• El cliente genera una clave simétrica aleatoria que cifra utilizando la clave pública del servidor.
• El cliente y el servidor conocen la clave simétrica y cifran los datos del usuario mientras dure la sesión.

Servidores Web: Apache vs Nginx

• Para un servidor web, se necesita un sistema operativo (Linux en el 95% de los casos), un software de gestión de base de datos y un software para gestionar el contenido dinámico de la webs.

• la elección del servidor web es importante.

• Apache y Nginx son los más conocidos y utilizados.

• Otros servidores incluyen Microsoft IIS (con Windows), LiteSpeed, Node.js.

• Apache y Nginx son los servidores mas utilizados ya que tienen sus sus propias fortalezas y debilidades y puede mejorar mejor bajo ciertas circunstancias.

• Nginx está orientado a mejorar el rendimiento, soportando mayores cargas de tráfico ofreciendo otras funcionalidades como proxy.

• En sus origenes era eficiente ofreciendo contenido estático.

• Tras su creación, Nginx fue usando principalmente como proxy inverso en frente de Apache.

• Ejemplos de servicios de despliegue de paginas estáticas:

• Netlify

• Surge

• GitHub Pages

• GitLab Pages.

• Firebase

• Vercel

• Neocities

Razones para usar Nginx

• Es ligero: reduce el consumo de RAM.
• Es multiplataforma y fácil de instalar: con distribuciones de GNU/Linux que tienen Nginx en sus repositorios.
• ¡Se puede usar junto a Apache!: sirve contenido estatico y apache para el contenido dinámico.
• Caché: permitir mejorar la eficiencia de la aplicación sin tocar la programación.
• Balanceador de carga: distribuyendo el tráfico entre varios servidores lo que permite mayor escalabilidad.
• Soporte comunitario y profesional
• Compatibilidad con las aplicaciones web más populares: Nginx es compatible con CMS existentes, con tutoriales y documentación para Wordpress, Joomla, Drupal y phpBB.

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