1、講解Python Web開(kāi)發(fā)，必定離不開(kāi)HTTP。有多少人知道HTTP的工作流程呢？
2、我們訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站，網(wǎng)站服務(wù)器把內容反饋給我們。網(wǎng)站服務(wù)器是什么？
3、都說(shuō)HTTP網(wǎng)站不安全，要變成HTTPS的。如何建立HTTPS網(wǎng)站？
本文就針對以上問(wèn)題做簡(jiǎn)單解答，更詳細的內容請閱讀《Python高效開(kāi)發(fā)實(shí)戰――Django、Tornado、Flask、Twisted（第3版）》一書(shū)。
HTTP流程
HTTP是Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間通信的標準協(xié)議，是Internet上能夠可靠地交換文件的重要基礎。HTTP的基本交互流程如圖1所示。
圖1 HTTP的基本交互流程
每個(gè)HTTP站點(diǎn)都有一個(gè)服務(wù)器進(jìn)程監聽(tīng)著(zhù)TCP的HTTP端口，HTTP端口默認為80，也可由服務(wù)器進(jìn)程設置為其他端口。
當服務(wù)器發(fā)現有客戶(hù)端建立連接并提交了一個(gè) HTTP 請求（Request）后，就根據請求的內容執行相應的操作，并將結果返回給客戶(hù)端（Response）。
通?？蛻?hù)在瀏覽器中發(fā)起一次網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)的步驟如下。
（1）輸入網(wǎng)址并按Enter鍵，比如訪(fǎng)問(wèn)http://mysite:8080/app/index.html。
（2）瀏覽器通過(guò)域名系統查詢(xún)mysite的真實(shí)IP，比如212.34.98.20。
（3）向服務(wù)器212.34.98.20的8080端口發(fā)起TCP連接請求并建立連接。
（4）發(fā)送HTTP請求的內容，包括訪(fǎng)問(wèn)的地址/app/index.html、訪(fǎng)問(wèn)方式GET、瀏覽器本身的產(chǎn)品名等。
（5）服務(wù)器返回/app/index.html中的數據作為Response發(fā)送給客戶(hù)端。如果請求的不是一個(gè)文件，則服務(wù)器需要執行相應的代碼，動(dòng)態(tài)生成且返回給客戶(hù)端。
（6）瀏覽器接收到結果后關(guān)閉與服務(wù)器的TCP連接。
（7）瀏覽器將接收到的結果呈現在顯示器上。
注意：域名解析本身不是HTTP的一部分，客戶(hù)端應在向服務(wù)器建立TCP連接之前就通過(guò)DNS服務(wù)器完成域名解析工作。
以上是最典型的HTTP流程，當今的HTTP版本還允許客戶(hù)端在一次HTTP請求完成后不關(guān)閉TCP連接，以便第2次發(fā)送HTTP請求時(shí)復用該連接，從而達到減少系統整體開(kāi)銷(xiāo)的目的，此技術(shù)在HTTP中叫作keep-alive。
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)出現幾個(gè)成熟的處理HTTP的知名Web服務(wù)器。
這些Web服務(wù)器可以解析（handle）HTTP，當Web服務(wù)器接收到一個(gè)HTTP請求時(shí)，會(huì )根據配置的內容返回一個(gè)靜態(tài)HTML頁(yè)面或者調用某些代碼動(dòng)態(tài)生成返回結果。
Web服務(wù)器把動(dòng)態(tài)響應（dynamic response）產(chǎn)生的委托（delegate）給其他一些程序，例如Python代碼、JSP（JavaServer Pages）腳本、Servlets、ASP（Active Server Pages）腳本等。
無(wú)論它們的目的如何，這些服務(wù)器端（server-side）的程序通常會(huì )產(chǎn)生一個(gè)HTTP響應讓瀏覽器瀏覽。
由于目標操作系統、應用場(chǎng)景及商業(yè)目的的不同，當今主流的Web服務(wù)器各有特色，將它們的特性簡(jiǎn)單地概括如下。
Apache：是世界上用得最多的Web服務(wù)器，市場(chǎng)占有率達60%左右。由于其卓越的性能，Tomcat或JBoss等很多其他Web服務(wù)器使用Apache為自己提供HTTP接口服務(wù)。
Nginx：是一款輕量級、高性能的HTTP和反向代理服務(wù)器。因它的穩定性、豐富的功能集、示例配置文件和低系統資源的消耗而聞名。
IIS：微軟的Web服務(wù)器產(chǎn)品。由于Windows的影響，IIS是目前最流行的Web服務(wù)器產(chǎn)品之一，它的最大優(yōu)勢當然是對微軟ASP.net及其周?chē)a(chǎn)品的支持。
Tomcat：是一個(gè)開(kāi)源服務(wù)器，是Java Servlet 2.2和JavaServer Pages 1.1技術(shù)的標準實(shí)現。
JBoss：是一個(gè)管理EJB的容器和服務(wù)器，支持EJB 1.1、EJB 2.0和EJB 3的規范。但JBoss的核心服務(wù)不包括支持Servlet、JSP的Web容器，一般與Tomcat或Jetty綁定使用。
當前的主流Web服務(wù)器都實(shí)現了主流語(yǔ)言的可調用接口標準，這些標準如下。
CGI：Common Gateway Interface，CGI規范允許Web服務(wù)器執行外部程序，并將它們的輸出發(fā)送給Web瀏覽器，CGI將Web的一組簡(jiǎn)單的靜態(tài)超媒體文檔變成一個(gè)完整的新的交互式媒體。
ISAPI：Internet Server Application Program Interface，是微軟提供的一套面向Web服務(wù)的API接口，它能實(shí)現CGI提供的全部功能，并在此基礎上進(jìn)行了擴展，例如提供了過(guò)濾器應用程序的接口。
WSGI：Web Server Gateway Interface，是一套專(zhuān)為Python語(yǔ)言制定的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器標準接口。本書(shū)將要學(xué)習的Python Web框架均以WSGI為基礎標準。
從客戶(hù)端瀏覽器的角度來(lái)看，它的每次訪(fǎng)問(wèn)是通過(guò)HTTP訪(fǎng)問(wèn)Web服務(wù)器從而獲得某種服務(wù)（下載文件、查看頁(yè)面、訂購商品等）的，但實(shí)際上Web服務(wù)器僅起到橋梁的作用，即將瀏覽器的HTTP請求解碼，轉換成服務(wù)器端程序能夠識別的接口調用方式，然后將服務(wù)器端程序生成的返回封裝成HTTP Response，并返回給瀏覽器。
服務(wù)器端程序、Web服務(wù)器、客戶(hù)端之間的關(guān)系如圖2所示。
圖2 服務(wù)器端程序
最簡(jiǎn)單的服務(wù)器端程序可以是直接讀取某文件或返回固定的網(wǎng)頁(yè)內容；稍復雜一些的服務(wù)器端程序需要處理客戶(hù)端通過(guò)HTTP、URL、HTML中傳入的參數、動(dòng)態(tài)執行邏輯代碼、在數據庫或緩存中讀寫(xiě)數據等一系列操作，才能最終生成調用結果。
普通HTTP站點(diǎn)的協(xié)議與數據以明文方式在網(wǎng)絡(luò )上傳輸，而HTTPS（Hyper Text Transfer Protocol over Secure Socket Layer）是以安全為目標的HTTP通道，即在HTTP下加入SSL層，通過(guò)SSL達到數據加密及身份認證的功能。
目前幾乎所有的銀行、證券、公共交通的網(wǎng)站均以HTTPS方式搭建。
OpenSSL是一個(gè)強大的免費Socket層密碼庫，蘊含了主要的密碼算法、常用的密鑰和證書(shū)封裝管理功能及SSL協(xié)議。目前大多數網(wǎng)站通過(guò)OpenSSL工具包搭建HTTPS站點(diǎn)，其步驟如下。
在服務(wù)器中安裝OpenSSL工具包。
生成SSL密鑰和證書(shū)。
將證書(shū)配置到Web服務(wù)器。
在客戶(hù)端安裝CA證書(shū)。
本節演示在Linux Ubuntu下OpenSSL的使用方法，以及Nginx在Linux下的證書(shū)配置方式。
Windows中OpenSSL的使用方式與Linux中的完全一致，讀者可以自行嘗試。
1．在服務(wù)器中安裝OpenSSL工具包
通過(guò)如下兩條命令安裝OpenSSL：
# sudo apt-get install openssl# sudo apt-get install libssl-dev命令運行成功后，OpenSSL命令和配置文件將被安裝到Linux系統目錄中。
OpenSSL命令：/usr/bin/openssl。
配置文件：/usr/lib/ssl/*。
2．生成SSL密鑰和證書(shū)
通過(guò)如下步驟生成CA證書(shū)ca.crt、服務(wù)器密鑰文件server.key和服務(wù)器證書(shū)server.crt：
// 生成CA 密鑰# openssl genrsa -out ca.key 2048// 生成CA證書(shū)，days參數以天為單位設置證書(shū)的有效期。在本過(guò)程中會(huì )要求輸入證書(shū)的所在地、公司名、站點(diǎn)名等# openssl req -x509 -new -nodes -key ca.key -days 365 -out ca.crt// 生成服務(wù)器證書(shū)RSA的密鑰對# openssl genrsa -out server.key 2048// 生成服務(wù)器端證書(shū)CSR，本過(guò)程中會(huì )要求輸入證書(shū)所在地、公司名、站點(diǎn)名等# openssl req -new -key server.key -out server.csr// 生成服務(wù)器端證書(shū) ca.crt# openssl x509 -req -in server.csr -CA ca.crt -CAkey ca.key -CAcreateserial -out server.crt -days 365
3．配置Nginx HTTPS服務(wù)器
在站點(diǎn)配置文件/etc/nginx/sites-enabled/default中添加如下server段，可以定義一個(gè)基于HTTPS的接口，該接口的服務(wù)器端程序仍舊為uWSGI接口127.0.0.1:3011。
server {listen 443; # HTTPS服務(wù)端口server_name 0.0.0.0; # 本機上的所有IP地址ssl on;ssl_certificate /etc/nginx/ssl/server.crt;ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/server.key;
location \ {uwsgi_pass http://127.0.0.1:3011;}}至此，我們已經(jīng)可以使用瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器的443端口進(jìn)行HTTPS加密通信了。
再也不用為如何學(xué)習Python迷茫了，《Python高效開(kāi)發(fā)實(shí)戰——Django、Tornado、Flask、Twisted（第3版）》一書(shū)本著(zhù)“純碎干貨，實(shí)用至上”的原則，讓我們成為真正的全棧開(kāi)發(fā)人才。
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