Le protocole HTTP et WSGI§

Rappels sur le Web§

Web ≠ Internet§

Internet est ensemble de réseaux informatiques locaux utilisant les mêmes protocoles de bas niveau standards (TCP/IP) et formant un réseau global.

Image © portices.fr

Qu'est-ce que le Web ?§

Un espace documentaire décentralisé, interconnecté et interopérable.

• décentralisé → HTTP
• interconnecté → URL
• interopérable → HTML

Architecture du Web§

Architecture Client-Serveur§

• Ressource: toute unité d'information (document, image, vidéo, données...) accessible sur le Web, identifiée par une URL
• Serveur: un ordinateur « contenant » des ressources, toujours connecté à Internet.
• Client: un ordinateur/smartphone/tablette... utilisé pour exploiter des ressources.

Source image http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Client-server-model.svg

Identification des ressources§

 ┌──────────────────── protocole
 │      ┌───────────── serveur
 │      │           ┌─ nom local
 │      │           │
─┴──   ─┴───────── ─┴──────────────
http://champin.net/enseignement/web

• Le nom local a souvent une structure hiérarchique (similaire à la structure des fichiers).

• Comme pour les fichiers, on peut spécifier une URL relativement à une autre :

  exemple : ../algorithmique

Identification des ressources§

• Plus généralement, le nom local est composé de plusieurs parties, ayant des structures différentes. Son interprétation est du ressort du serveur.

 ┌──────────────────── protocole
 │      ┌───────────── serveur
 │      │           ┌─ nom local
 │      │           │
─┴──   ─┴───────── ─┴───────────╌╌
http://champin.net/a/b/c?d=1&e=2#f
                   ───┬─ ─────┬─ ┬
                      │       │  │
partie hiérarchique   │       │  │
            (chemin) ─┘       │  │
 partie associative           │  │
        (paramètres) ─────────┘  │
     partie interne              │
          (fragment) ────────────┘

• Chaque URL désigne une ressource différente (même lorsqu'elle ne diffère que par les paramètres, par exemple)

Rôles du serveur§

• Est garant de l'état des ressources,
• pour en fournir une représentation aux clients qui le demandent (GET),
• mais aussi pour les modifier en réponse à certaines requêtes (POST), par exemple :
  • commande sur un site marchand,
  • message posté sur un réseau social,
  • etc...

Rôles du client§

• Interprète les représentation envoyées par le serveur (pour les afficher, mais pas uniquement)
• Gère la navigation en interne
• Gère les interactions avec le serveur :
  • clics sur des liens,
  • formulaires,
  • etc...

Message HTTP§

Principe§

HTTP est basé sur l'échange de messages :

• le client envoie un message requête,
• le serveur retourne un message réponse.

Chaque échange est indépendant des autres (messages auto-suffisants).

Structure générale§

Structure d'une requête§

• Première ligne
  • verbe
  • identifiant local de la ressource
  • version du protocole HTTP
• En-têtes (suivis d'une ligne vide)
• Contenu facultatif (selon le verbe)

Exemples de requêtes§

GET /france/lyon HTTP/1.1
Host: meteo.example.org
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64;
       rv:58.0) Gecko/20100101 Firefox/58.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,
       application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: fr,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: UTF-8,*
Connection: keep-alive
Keep-Alive: 300

(pas de contenu)

Exemples de requêtes (2)§

GET /france?ville=lyon HTTP/1.1
Host: meteo.example.org
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64;
       rv:58.0) Gecko/20100101 Firefox/58.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,
      application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: fr,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: UTF-8,*
Connection: keep-alive
Keep-Alive: 300

(pas de contenu)

Exemples de requêtes (3)§

POST /passer-commande HTTP/1.1
Host: marchand.example.org
User-Agent: Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64;
       rv:58.0) Gecko/20100101 Firefox/58.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,
       application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Language: fr,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip,deflate
Accept-Charset: UTF-8,*
Connection: keep-alive
Keep-Alive: 300
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: 12345

nom=PA+Champin&addresse=12+rue+Turing&articles=...

Structure d'une réponse§

• Première ligne
  • version du protocole HTTP
  • code de statut
  • libellé textuel
• En-têtes (suivis d'une ligne vide)
• Contenu facultatif (selon le code de statut)

Exemples de réponse§

HTTP/1.1 200 OK
Date: Mon, 02 Jan 2016 22:46:26 GMT
Server: Apache/2
Accept-Ranges: bytes
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Length: 29794
Etag: "7462-477341dcfb940;89-3f26bd17a2f00"
Last-Modified: Mon, 02 Jan 2016 12:00:00 GMT
Content-Location: Home.html
Vary: negotiate,accept
Cache-Control: max-age=600
Expires: Mon, 02 Nov 2009 22:56:26 GMT
Connection: close

<!DOCTYPE html>
<html><head><title>Météo de Lyon</title>
...

Exemples de réponse (2)§

HTTP/1.1 303 See also
Date: Mon, 02 Jan 2016 22:46:26 GMT
Server: Apache/2
Accept-Ranges: bytes
Location: /commande/12345
Connection: close

(pas de contenu)

Exemples de réponse (3)§

HTTP/1.1 404 Not Found
Date: Mon, 02 Jan 2016 22:46:26 GMT
Server: Apache/2
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Content-Length: 2979http://rdflib.readthedocs.io/
Connection: close

<!DOCTYPE html>
<html><head><title>Cette ressource n'existe pas</title>
...

Codes de statut§

HTTP définit 40 codes de statut, répartis en cinq catégories :

En-têtes de requête§

• accept: la liste des types de contenu (au format MIME) préférés le client.
• accept-language: la liste des langues (au format RFC 4646) préférés par le client.

Ces en-têtes servent à la négociation de contenu (conneg). Le serveur peut utiliser ces informations pour adapter le contenu de la réponse, mais il peut aussi les ignorer (lorsque la ressources est un fichier statique).

• cache-control: permet d'influer sur le comportement des caches intermédiaires, notamment pour les inhiber (option no-cache).

En-têtes de réponse§

• content-type: le type de contenu de la réponse (au format MIME). Exemple: text/html, image/png, application/pdf.
• content-length: la taille du message en octets.
• cache-control: permet d'influer sur le comportement des caches, notamment pour indiquer la durée de validité maximale (option max-age=<seconds>).

WSGI§

Serveur et application§

Les ressources du serveur peuvent être gérées de différentes manières

WSGI§

WSGI (Web Server Gateway Interface) est un standard spécifiant comment un serveur Web peut interagir avec une application Python.

Hello world WSGI§

def application(environ, start_response):
    message = b"Hello world\n"
    status = "200 Ok"
    headers = [
        ("content-type", "text/html"),
        ("content-length", str(len(message))),
    ]
    start_response(status, headers)
    return [message]

Explications§

• La fonction application sera appelée à chaque requête.
• environ est un dictionnare, qui contient notamment toute l'information décrivant la requête.
• start_response est une fonction servant à générer les méta-données de la réponse (statut et en-têtes).
• La fonction doit retourner une liste de chaînes d'octets.

Chargement du module§

• Le module peut rester chargé entre deux requêtes, ce qui permet de mutualiser certains traitemens (e.g. connexion à une base de données).
• Cela dit, le serveur peut à tout moment décharger le module, donc l'application ne doit pas s'appuyer sur des données conservées en mémoire.

n = 0

def application(environ, start_response):
    global n
    n = n+1
    message = ("Compteur: %s\n" % n).encode("utf-8")
    status = "200 Ok"
    headers = [ ("content-type", "text/html"),
                ("content-length", str(len(message))), ]
    start_response(status, headers)
    return [message]

Le dictionnaire environ§

Il contient, entre autre, les clé suivantes :

• PATH_INFO: la partie hiérarchique du nom de la ressource
• QUERY_STRING: la partie associative du nom de la ressource
• REQUEST_METHOD: la méthode HTTP de la requête
• wsgi.input: un file-like donnant accès au contenu de la requête
• CONTENT_TYPE, CONTENT_LENGTH: la valeur des en-têtes correspondants
• HTTP_xxx : la valeur le l'en-tête xxx

Pour en savoir plus, consultez la spécification WSGI.

Serveur de développement§

• Pour tester notre application, il ne serait pas très pratique d'avoir à configurer et déployer un serveur Web complet.
• Heureusement, les bibliothèques standards de Python nous fournissent un mini-serveur, utile pour la phase de développement.
• Pour l'utiliser, il suffit de créer un script contenant les lignes suivantes (en adaptant la première ligne) :

from mon_projet import application
from wsgiref.simple_server import make_server
srv = make_server("localhost", 12345, application)
srv.serve_forever()