WebTechnologies. Reto E. Koenig, Philipp Locher {reto.koenig 22. März 2010

Transkript

1 WebTechnologies Reto E. Koenig, Philipp Locher {reto.koenig 22. März

2 Inhaltsverzeichnis 1 OS 4 2 IDE 5 3 Webserver Download Installation Inbetriebnahme Test Integration des Webservers in die IDE Einrichten Test Wireshark installation Start der Applikation Start des Sniffings Webserver II ServerSocket ServerSocketConnection Timeout Dynamisches Webprojekt in Eclipse Erzeugung der Umgebung Erzeugung des Servlets Beschreibung des Servlet-Algorithmus Bekanntmachung der Webapplikation Test der Webapplikation HTTP Aufgabe Aufbau HTTP-Format External Link Request / Response Verbindungsaufbau Request Response HTTP-Request - Servlet - HTTP-Response Vom HTTP-Request zum doxxx MIME-Type HTML-Response-Servlet Deklaration des MIME-Type External Link

3 12 XHTML XHTML-Form External Links

4 1 OS Grundsätzlich spielt das Operating System keine Rolle. Es muss aber zumindest Java installiert sein. In unserem Falle wählen wir Linux (Debian/Ubuntu), da es am einfachsten zu handhaben ist. Es kann auch in eine virtuelle Umgebung (VirtualBox) installiert werden. Operating-System URL Download Aktuelle Version Installation Ab iso-image (in virtueller Umgebung (VirtualBox)) 4

5 2 IDE Grundsätzlich spielt die IDE keine Rolle. In unserem Falle wählen wir auf arbiträre Weise Eclipse Installation URL Download Eclipse Java EE IDE for Web Developers. Installation Unzip Start <eclipse-home>eclipse 5

6 3 Webserver Grundsätzlich spielt der Webserver keine Rolle, solange er einen ServletContainer anbietet. In unserem Falle wählen wir auf arbiträre Weise Apache-Tomcat. 3.1 Download Download 6

7 3.2 Installation Die Installation erfolgt als simples Entpacken des Archivs in ein Verzeichnis des Benutzers. Installation 7

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9 3.3 Inbetriebnahme Start und Stopp des Webservers erfolgt über die Skripte Starten und Stoppen des Webservers 9

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12 3.4 Test Um den Betrieb des Webservers zu testen kann mit einem beliebigen Webbrowser auf darauf zugegriffen werden. Test des Webservers 12

13 4 Integration des Webservers in die IDE Um einen gewissen Entwickler-Komfort zu erreichen integrieren wir den Webserver in die IDE. 4.1 Einrichten Das Einrichten geschieht in den folgenden Schritten.. Integration 13

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16 4.2 Test Der Test geschieht in den folgenden Schritten... 16

17 Test 17

18 5 Wireshark Um die Kommunikation, welche über das Netzwerk geht, abhören zu können, setzen wir einen Netzwerk- Sniffer ein. Grundsätzlich ist die Wahl des Sniffers frei. Wir wählen Wireshark. 5.1 installation Wireshark wird von der Distribution unterstützt. 5.2 Start der Applikation wireshark 18

19 5.3 Start des Sniffings Wahl des Netzwerkes 19

20 6 Webserver II Ein Webserver ist für das OS nichts anderes als ein Prozess, welcher sich einen IP-Port reserviert hat. Port-listen von Tomcat 20

21 6.1 ServerSocket Der Webserver hört mit Hilfe eines TCP-ServerSockets auf diesem Port. TCP-ServerSocket-konfiguration von Tomcat 21

22 TCP/IP erlaubt nur einen Prozess pro Port. Deshalb kann der Webserver auch nicht mehrfach mit der gleichen Konfiguration gestartet werden. TCP-ServerSocket-Kollision 22

23 6.2 ServerSocketConnection Ein Prozess kann sich dann auf den Serversocket verbinden TCP-ServerSocket-Konfiguration von Tomcat TCP-ServerSocket-connect 23

24 TCP-ServerSocket-connect 24

25 6.3 Timeout Die Verbindung wird vom Server nur für eine gewisse Zeit aufrecht erhalten. TCP-ServerSocket-Konfiguration von Tomcat TCP-ServerSocket-challange 25

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27 7 Dynamisches Webprojekt in Eclipse Die folgenden Schritte zeigen, wie in Eclipse ein dynamisches WebProjekt erstellt wird. 7.1 Erzeugung der Umgebung Der Webserver erwartet von einer Webanwendung eine bestimmte Struktur und eine bestimmte Beschreibung. Diese wird in Ecipse durch den Wizard Dynamic WebProject bereitgestellt. Erstellen des Projektes 27

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30 7.2 Erzeugung des Servlets Ein HTTP-Servlet hat eine bestimmte Struktur und Ableitung. Diese wird vom Wizard Servlet bereitgestellt. Erstellen des Servlets 30

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34 7.3 Beschreibung des Servlet-Algorithmus Wir beschreiben den Algorithmus, der ablaufen soll, wenn das Servlet aufgerufen wird. Erstellen des Servlets 7.4 Bekanntmachung der Webapplikation Dem von der IDE gesteuerte Webserver muss die neue Webapplikation bekanntgemacht werden. Danach muss der Webserver (neu) gestartet werden, damit die Webapplikation bedient wird. 34

35 Inbetriebnahme der Webapplikation 35

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38 7.5 Test der Webapplikation Das korrekte Verhalten der Webapplikation kann nun über den Browser getestet werden. Test 38

39 8 HTTP Das HTTP (Hypertext Transfer Protocol) bildet die Grundlage der Web-Technologie und wurde von der IETF (Internet Engineering Task Force) zu einem Standard erhoben (HTTP/1.1 = RFC 2616). 8.1 Aufgabe Dieses Protokoll ermöglicht den Transfer von Software Ressourcen über bestehende Netzwerkverbindungen (im Normalfall TCP). HTTP ist ein PPP(Point to Point Protocol), wobei der Initiator als client und der Antwortende als server geführt wird. 8.2 Aufbau Wenn ein Client (HTTP-Client) über eine Netzwerkverbindung zum Server hergestellt hat (für Webanwendungen üblicherweise Server-TCP/IP-PORT 80), sendet er einen Request (Anfrage) ab. Der Server (HTTP- Server) erwidert mit einer Response (Antwort) und schliesst danach die Netzwerkverbindung zum HTTP- Client wieder. Diese Vorgehensweise bringt dem Protokoll die Eigenschaft der Zustandslosigkeit, d.h. das Protokoll enthält keinerlei Information der Transaktionsinteraktionen. 8.3 HTTP-Format HTTP ist ein Textbasiertes Format (Sprache: degeneriertes Englisch) und folgt folgendem Schema: Message für HTTP 1.0 HTTP-Titel Eine erste Zeile, welche je nach Art (Request / Response) unterschiedlich ausfällt HTTP-Header (0..n) 0-n Header-Zeilen, welche z.b. Information über den Nachrichtenkörper (verwendete Kodierung / Inhaltstyp /...) enthalten. Leerzeile Eine Leerzeile, um die variable Anzahl Header vom Body zu trennen. HTTP-Body (0..1) Der Nachrichtenkörper, welcher weitere Nutzdaten enthält Message für HTTP 1.1 HTTP-Titel Eine erste Zeile, welche je nach Art (Request / Response) unterschiedlich ausfällt HTTP-Header (1..n) 1-n Header-Zeilen, wobei die Header-Zeile Host : zwingend erforderlich ist. Sie Enthält die Internetadresse des gewünschten HTTP-Servers. Die weiteren Headerzeilen sind optional und enthalten z.b. Information über den Nachrichtenkörper (verwendete Kodierung / Inhaltstyp /...) oder aber auch Fähigkeiten des HTTP-Clients. Leerzeile Eine Leerzeile, um die variable Anzahl Header vom Body zu trennen. HTTP-Body (0..1) Der Nachrichtenkörper, welcher weitere Nutzdaten enthält Die HTTP Request Titelzeile besteht aus drei Teilen: Titelzeile HTTP Request < Method >< Resource >< P rotocol > Method Die Methode, welche den Request definiert. (GET, POST, HEAD,...) Resource Die in Frage kommende Ressource Headerzeilen sind optional und enthalten z.b. Information über den Nachrichtenkörper (verwendete Kodierung / Inhaltstyp /...) oder aber auch Fähigkeiten des HTTP-Clients. 39

40 Protocol Das HTT-Protokoll welches benutzt wird (HTTP/1.0, HTTP/1.1) Die HTTP Response Titelzeile besteht aus drei Teilen: Titelzeile HTTP Response < P rotocol >< Statuscode >< Statustext > Protocol Das HTT-Protokoll welches benutzt wird (HTTP/1.0, HTTP/1.1) Statuscode Ein wohldefinierter Statuscode, welcher Teil der RFC 2616 ist Statustext Der zum Statuscode gehörende englische Text Die grössten Unterschiede zwischen HTTP/1.0 und HTTP/1.1 sind: Unterschiede HTTP/1.0 HTTP/1.1 Persistent Connection Mehrere Transaktionen (Request / Response) können über die selbe Netzwerkverbindung abgehandelt werden Cache Support Der Server kann anhand der Client-Daten feststellen, ob eine Server-Resource einer gecached-ten Client-Resource entspricht. Chunked Response Eine Response kann aus einzelnen Chunks bestehen, sodass die Response bereits gesendet werden kann, wenn die Grösse der Ressource noch nicht bekannt ist. 8.4 External Link Die genaue Beschreibung von des HTTP/1.1 findet sich in 40

41 9 Request / Response 9.1 Verbindungsaufbau Nachdem der Client via TCP/IP eine Kommunikation mit dem Server aufgenommen hat, erwartet der Server genau eine Nachricht. 9.2 Request Der Webserver erwartet vom verbundenen Client eine Nachricht in einer wohl definierten Form, welche als HTTP-Request interpretiert wird. TCP-ServerSocket-connect 41

42 HTTP/1.0 Request (GET) 42

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44 HTTP/1.0 Request in einem Browser 44

45 9.3 Response Der Webserver liefert auf jeden Request (ob HTTP-konform oder nicht) stets eine Nachricht in wohl definierter Form, welche als HTTP-Response interpretiert wird. Danach terminiert der Server die TCP/IP- Verbindung zum Client. HTTP/1.0 Response 45

46 HTTP/1.0 Response 46

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48 10 HTTP-Request - Servlet - HTTP-Response Im Servlet wird stets mit einem HTTPServletRequest Objekt gearbeitet, welches eine Abstraktion des HTTP-Requests in Java darstellt Vom HTTP-Request zum doxxx doxxx HTTP-Request Der HTTP-Request wird von der Servlet-Engine des Webserves in ein HTTPServletRequest- Objekt ge-mapped Uebergabe ins HTTPServlet Der Webserver uebergibt das HTTPServletRequest-Objekt dem HTTPServlet via die doservice() Methode. Wahl der doxxx Die Default Implementation des HTTPServlets untersucht das HTTPServletRequest- Objekt und ruft die entsprechende doxxx-methode auf. Algorithmus Der Algorithmus, welcher ablaufen soll, wird in den ueberschriebenen doxxx Methoden ausprogrammiert. doxxx 48

49 Falls zwei Methoden (doget und dopost) den gleichen Algorithmus austragen sollen, verweist die ein Methode auf die andere. doxxx=doyyy 49

50 11 MIME-Type Multipurpose Internet Mail Extensions ist ein Kodierstandard, der die Struktur und den Aufbau von Internetnachrichten festlegt. Da der Inhalt (Content) der HTTP-Response von beliebiger Form sein kann, muss der Empfänger wissen, wie die empfangenen Daten zu interpretieren sind, dass daraus Information entsteht. Da der Client oft ein Browser ist, welcher sehr gut in der Interpretation von HTML ist, bietet sich dieses Protokoll als Body der HTTP-Response an HTML-Response-Servlet Die Antwort in HTML zu verfassen ist eine Aufgabe, welche der Programmierer im Servlet erledigen muss. HTML-Response-Servlet 50

51 Eher zufällig kann der Browser diesen Text als html-text interpretieren. Denn eigentlich weiss der Browser nicht, welchen Interpreter er für die Anzeige des HTTP-Contents benutzen soll. Browser-Repräsentation 11.2 Deklaration des MIME-Type HTTP bietet im Header (Kopf) die Möglichkeit an, den Content-Type (Inhaltstyp) als MIME-Type anzugeben. Wenn dieser MIME-Type gesetzt ist, kann der HTTP-Body auch korrekt interpretiert werden. 51

52 HTML-Response mit MIME-Type im HTTP-Header 11.3 External Link Die gute Beschreibung von MIME findet sich in Wikipedia mit dem Weiterführenden Link in die RFC. MIME-Typen text/plain Reiner Text 52

53 text/html Reiner Text in HTML Form image/png Binärdaten, welche ein PNG kodieren. application/pdf Daten, welche mit einem PDF-Reader verarbeitet werden können application/xhtml+xml Daten, welche mit einem XML-Reader verarbeitet werden können 53

54 12 XHTML XHTML ist eine beschreibene Sprache. Als Untermenge von XML hilft sie den Dialog zwischen der Applikation und des menschlichen Benutzers für beide Seiten so angenehm wie möglich zu gestalten. XHTML ist aber nicht für den Benutzer, sondern für dessen Browser geschrieben. Es ist der Browser, welcher diese Daten für den Benutzer aufbereitet (Rendering) XHTML-Form Um den HTTP-Request mit Parametern angenehm zu gestalten, gibt es die XHTML-Forms. Verschiedene input-elemente werden für den Benutzer angeboten, und die zwei HTTP-Request Methoden POST und GET unterstützt. GET 12.2 External Links Um Webtechnologien zu beherrschen muss XHTML beherrscht werden! Links html-tutorial xhtml-tutorial xhtml-reference 54