Apache Parte 1

WEB SERVER APACHE
PARTE 1

1

Premessa
• Il Web è basato su un'architettura client-server
• Un processo particolare (Web server) si occupa di
processare le richieste di risorse Web
• Le richieste sono veicolate attraverso il protocollo
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol)
• Ci sono modi diversi di implementare un Web server
• Ci sono diversi Web server

2

Tre modalità di gestione richieste HTTP
Piattaforma
client

Browser
Richiesta Richiesta
http http Risposta
(1) Richiesta Risposta (i) http
Risposta http
http http

Processo (a) (c) processo
server (4) listener-dispatcher
(b)
(2) fork thread 1 (ii) (iv)
thread 2
helper 1
Processo thread 3
(iii) helper 2
figlio thread 4
helper 3

Metodo fork Metodo multithread Metodo helper
(aka worker) (aka prefork)
(3)

Piattaforma Apache 1.3.x
server Apache 2.x
3

Due parole su sicurezza e prestazioni
Processo

Thread

molti processi molti processi
un processo più thread un thread
molti thread per processo per processo

4

Overview di Apache

5

Apache: A patchy server

1994: public domain HTTP daemon (NCSA)
sviluppato da Rob McCool
al National Center for
Supercomputing Applications,
University of Illinois, Urbana-Champaign
Necessità di modifiche (patches)
Brian Behlendorf
Roy T. Fielding
Feb. 1995: un gruppo di
Rob Hartill
Webmaster David Robinson
si coordinano creando Cliff Skolnick

l’Apache Group Randy Terbush
Robert S. Thau
Andrew Wilson
with additional contributions
Eric Hagberg Frank Peters Nicolas Pioch

6

Software per server Web

<-WTH!!!

Fonte: GoDaddy.com
Netcraft Web Server Survey (http://www.netcraft.com/)
Server Web più diffusi: Apache, …, Microsoft Internet Information Server,
altri (GWS, SunONE, Zeus, iPlanet Web Server, …)
Sistemi e Servizi di Rete - LS 2004/2005 – Server Web 7

Caratteristiche di Apache
• Free ed Open source
• Portabile (Unix, Win32, OS/2, BeOS, ...)
• Efficiente
• Supporta HTTP/1.1
• Stabile e sicuro
• Modulare
• Supporta feature avanzate
– Autenticazione
– Personalizzazione log
– Negoziazione contenuti
– Virtual hosts
8

Versioni di Apache

9

Apache 1.3
• Versione storica di enorme successo
• Ancora supportata
• Caratteristiche salienti:
– Approccio prefork per il servizio concorrente delle
richieste
– File di configurazione altamente configurabile
– Supporto per HTTP/1.1, Virtual host, ...
• Limiti principali
– Approccio prefork può limitare le prestazioni
– Scarsa portabilità fuori da contesti Unix (necessita
system call Unix)

10

Apache 2.0
• Major rewriting del codice
• Modifiche architetturali fondamentali
– Concetto di MPM (Multi Process Model)
• Benefici:
– Migliore portabilità su piattaforme non Unix
– Maggiori prestazioni e incremento della flessibilità

11

MPM In Apache
• MPM=Multi Process Model
• Modelli thread “nativi”
– beos
– mpm_os2
– mpm_winnt
• Modelli “unix-oriented”
– prefork (come apache 1.3, massima stabilità)
– worker (usa thread, massime prestazioni)

12

Apache 2.2
• Apache 2.2 è una minor version
– Le modifiche non sono a livello architetturale
• Riorganizzazione del file di configurazione
– Molte distribuzioni linux introducevano un layout alternativo
anche con apache 2.0 (es. Debian)
• Riorganizzazione dei moduli
– Alcuni moduli sono stati rinominati
– Alcuni moduli “sperimentali” ora sono standard
– Alcuni moduli sono stati riscritti e suddivisi
– Nuovi moduli/nuovi MPM
• Nuova API unificata per l'accesso ai DB
• Migliorie generali
– Supporto per file > 2GB 13

Nuovo file di configurazione
• Si passa da un file monolitico (httpd.conf) in una
gerarchia di file articolata
– I virtual hosts vengono configurati in un file separato
– Le configurazioni sui moduli sono separate dal file
centrale
• Obiettivi: Manutenzione più semplice
– Maggiore gestibilità delle configurazioni (es. se
abbiamo molti virtual hosts)
– Semplifica l'automazione della gestione del file di
configurazione

14

Riorganizzazione dei moduli
• Moduli rinominati:
– mod_imap → mod_imagemap
– mod_access → mod_authz_host
– mod_auth_ldap
• Moduli sperimentali divenuti stabili
– mod_cache e altri moduli simili (da usare con attenzione)
– mod_dumpio (dump all I/O)
• Moduli spezzati in sottoparti:
– mod_auth viene suddiviso in molti sottomoduli
– mod_proxy è esteso e spezzato in varie parti
• New entries:
– mod_dbd, mpm_event
15

Nuova API per accesso a DB
• Implementata mediante mod_dbd
• La nuova API offre un layer di connettività a DBMS
usabile da altri moduli
– Semplifica e toglie codice ridondante nei moduli
– Il modulo è sicuro, poiché tratta ogni untrusted input
come user data. Il problema è come viene utilizzato
da moduli terzi.
Per evitare SQL Injection meglio filtrare i dati in input
 $untrusted =~ /([a-z]+)/; ← Teniamo i caratteri a-z
 $trusted = $1;

16

Installare Apache

17

Per gli impazienti
• download dei sorgenti da httpd.apache.org
– i sorgenti sono disponibili anche sul sito del corso
• Noi facciamo riferimento alla versione 2.2 di apache
$ tar -xzvf httpd-<versione>.tar.gz
$ cd httpd-<versione>
$ ./configure --prefix=</destination/path>
$ make
$ make install

18

Principali opzioni di configurazione
• Opzioni da passare allo script configure
– --prefix=<prefix>
– --with-mpm={beos|worker|prefork|mpm_os2}
– --enable-modules={...}
• Prefix è la directory dove verrà installato Apache
• MPM indica quale sistema MPM dovrà essere usato
per gestire le richieste concorrenti
• Enable modules indica quali moduli dovranno essere
abilitati (il default contiene I moduli più comunemente
utilizati)

19

Dopo aver installato apache
Albero di directory:

<prefix>

bin conf htdocs cgibin logs

20

Eseguibili di Apache

<prefix>

bin

httpd apachectl ab htpasswd
21

Eseguibili di apache
• httpd: binario del server apache
• ab: apache benchmark, strumento per misurare le
prestazioni del Web server
– ab -c <parallelismo> -n <# richieste> <URL>
• apachectl: script per lanciare, fermare e controllare il
demone
– apachectl start
– apachectl stop
– apachectl restart
• htpasswd: serve per generare e modificare file di
autenticazione di apache
– htpasswd [-c] <file.passwd> <username>
22

Configurare Apache

23

File di configurazione

<prefix>

conf

extras

httpd.conf magic mime.types
24

File di configurazione
• File conf/httpd.conf
• 2 sezioni
– impostazioni globali
– impostazioni del server di default
• Presenza di file aggiuntivi nella directory extras
– Ogni aspetto specifico della configurazione non
richiede di modificare il file principale
– Configurazione alcune impostazioni di default
– Configurazioni specifiche per moduli (es. SSL)
– Configurazione MPM
– Configurazione del virtual hosting
25

Impostazioni globali
• ServerRoot
– top level directory per altri file di configurazione
• PidFile (facoltativo)
– usato da apachectl per riconoscere httpd
• Timeout (facoltativo)
• Parametri per connessioni persistenti (facoltativi)
– Keepalive (abilita o meno connessioni persistenti)
– MaxKeepAliveRequests (dopo un certo numero di
richieste forza la chiusura della connessione)
– KeepAliveTimeout (dopo un certo tempo forza la
chiusura della connessione)

26

Impostazioni globali
• Listen
– porta su cui ascolta il server
– valori tipici: 80 o 8080 per server “non di sistema”
• Nel nostro caso dovremo usare 8080... Perchè?
• LoadModule
– Carica moduli esterni che estendono le funzioni di
Apache (e.g., php)
• User, Group
– Utente non privilegiato usato da Apache
– Per motivi di sicurezza si abbandonano il prima
possibile i privilegi da superutente

27

Impostazioni del server di default
• ServerName (nome dell'host che ospita il server)
• DocumentRoot (directory htdocs)
• <Directory></Directory> (contenitore di settings)
• <Location><Location> (contenitore di settings)
– Options
 Indexes (crea automaticamente indici)
 Includes (Abilita ServerSide Includes)
 FollowSymlinks, SymlinksIfOwnerMatch (Sicurezza symlink)
 ExecCGI (abilita esecuzione di codice)
 ...

28

Configurazioni del Server di default
• Ancora dentro Directory o Location
– AllowOverride (uso di files .htaccess per cambiare
impostazioni)
– Allow, Deny (Access Control List su IP)
• Esempi
<Directory /> <Directory /[....]/htdocs>
Options FollowSymLinks Options FollowSymLinks
AllowOverride None AllowOverride None
Order deny,allow Order allow,deny
Deny from all Allow from all
</Directory> </Directory>

29

Configurazioni del Server di default
• Ancora dentro Directory o Location
– AllowOverride (uso di files .htaccess per cambiare
impostazioni)
– Allow, Deny (Access Control List su IP)
• Direttive per il logging
– ErrorLog (messaggi di errore)
– CustomLog (messaggi sulle richieste)

30

File con configurazioni extra
• Direttiva include
– Include conf/extra/httpd-mpm.conf
– Include conf/extra/httpd-vhosts.conf
– Include conf/extra/httpd-userdir.conf
• Il contenuto dei file inclusi è trattato esattamente
come se fosse nel file principale
• Esempio:
– Configurazione della user directory:
– UserDir (diectory http://www.sito.it/~nomeUtente/)

31

Impostazioni MPM
• Dipendono da modello prescelto
• prefork
– Identici parametri rispetto ad Apache 1.3
• Worker
– Usa thread multipli

32

MPM prefork
• Processo principale
• Processi aggiuntivi per servire le richieste
• Parametri
– StartServers (numero di processi da far partire)
– MinspareServers, MaxSpareServers (autoadatta il
numero di processi al carico, ciclo di isteresi)
– MaxClients (massimo parallelismo: evita il thrashing)
– MaxRequestPerChild (rejuvination: dopo un po' fa
ripartire il processo per evitare il rischio di memory
leak)

33

MPM worker
• Un processo principale
• Processi ausiliari con thread multipli
• Parametri
– ThreadsPerChild
– ServerLimit, ThreadLimit (massimo parallelismo: evita
il thrashing)
– StartServers, MinspareServers, MaxSpareServers,
(come modello prefork)

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Piccoli accorgimenti utili
• La maggior parte delle volte si possono mantenere le
impostazioni di default
• Alcuni accorgimenti utili:
– Modificare la pagina 404 (in httpd.conf)
– Personalizzare l'autoindex (in httpd.conf e in
httpd-autoindex.conf)
– Impostare il livello del ServerTokens e il tipo di
ServerSignature (entrambi in httpd-default.conf)

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Lanciare apache:
• Per lanciare apache dalla directory server root:
<ServerRoot>$ bin/apachectl start

• Verificare l'apertura della porta:
$ netstat -ntlp | grep 8080
(Not all processes could be identified, non-owned process info
will not be shown, you would have to be root to see it all.)
tcp6 0 0 :::8080 :::* LISTEN 28526/httpd

36

Verifica del funzionamento di apache

37

Funzionamento di Apache

38

Ciclo di vita di una richiesta
REQUEST

• Gestione della
richiesta divisa in fasi Wait Post-Re ad-Re que st

successive URI Translation

• Ogni fase può essere Cle anup He ade r Parsing

ridefinita da un
module che estende
Acce ss Control

apache Authe ntication

Authorization

Logging
MIME Type Che cking

Fixup
RESPONSE

Docume nto 39

Ciclo delle richieste

• Post-Read-Request
– vengono estratti i valori dei campi principali presenti nella richiesta
HTTP e vengono inizializzate le strutture dati che verranno utilizzate
successivamente dai moduli che implementano le varie fasi di
gestione
• URI Translation
– L’URI richiesto può riferirsi ad un file fisico, ad una risorsa dinamica
prodotta da uno script esterno, oppure ad un documento generato
da un modulo interno. Il server deve sapere come individuare il
documento, prima di poter effettuare decisioni successive: è
necessaria la conversione da URL a risorsa presente sul server.
– Le direttive standard di Apache Alias, ScriptAlias e DocumentRoot
permettono ad esempio di tradurre l’URI nel nome di un file presente
nell’albero dei documenti. Moduli esterni come il mod_rewrite
possono assumere il controllo di questa fase ed effettuare traduzioni
più sofisticate.

40

• Header Parsing
– Analisi dell’header della richiesta HTTP, al fine di estrarre
informazioni utili sul client
• Access control
– Identificazione della locazione di provenienza della richiesta
(indirizzo IP)
• Authentication
– Identificazione del cliente che ha effettuato la richiesta
• Authorization
– Si stabilisce se il cliente possiede i diritti di accesso per il
documento richiesto
• Mime type checking
– Individuazione del tipo MIME del documento richiesto. Il server deve
sapere il tipo della modalità di elaborazione richiesta (prelievo file da
disco, generazione dinamica di un documento) prima di poter
preparare la risposta. Noto il tipo del file, Apache individua il gestore
opportuno per la fase di risposta.
41

• Fixup
– Fase introdotta per permettere l’esecuzione di un qualunque tipo di
operazione prima dell’invio della risposta.
• Response
– Le informazioni riguardanti il documento vengono passate al gestore
opportuno (content handler), che si occupa di costruire l’header
della risposta HTTP e di spedirlo al client. Successivamente,
creazione del contenuto del documento (ad es., letto dal disco) ed
invio al client. In caso di errore, il gestore invia un codice di errore
opportuno al server, che lo notifica al client.
• Logging
– L’esito delle operazioni effettuate viene scritto su file. Apache
fornisce un supporto per il logging degli accessi e degli errori, che
può essere modificato oppure esteso.
• Cleanup
– Operazioni di chiusura, con cui i moduli possono deallocare le
risorse utilizzate (ad es., liberare memoria principale, chiudere file).
42

Il logging
• I logfile permettono di monitorare gli accessi ad un server
Web
– Le informazioni che possono essere memorizzate nel logfile
sono quelle che viaggiano all’interno dei messaggi di
richiesta e risposta che il server scambia con il client usato
dagli utenti
– Generalmente i server Web permettono di definire quali
campi dei messaggi devono essere memorizzati generando
così dei logfile “custom” in modo da soddisfare al meglio le
necessità dell’amministratore del sito Web

44

Dati estraibili da un log file
• Orari di maggiore traffico
• Tipologia degli utenti (browser utilizzato,
provenienza geografica)
• Pagine più popolari
• Quali siti fanno riferimento al proprio

• Attenzione: la presenza di proxy intermedi tra client
e server Web può falsare i risultati

45

Utilità dei log file

• Monitorare lo stato del server

• Capacity planning

• Billing

• Attack detection

46

Esempio
•127.0.0.1 - - [14/Oct/2002:18:00:16 +0200] "GET
/icons/apache_pb.gif HTTP/1.1" 200 2326 "http://localhost/"
"Mozilla/5.0 Galeon/1.2.6 (X11; Linux i686; U;)
Gecko/20020913 Debian/1.2.6-2"

•211.97.159.184 - - [14/Oct/2002:16:06:44 +0200] "GET
/default.ida?
NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN
NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN
%u9090%u6858%ucbd3%u7801%u9090%u6858%ucbd3%u7
801%u9090%u6858%ucbd3%u7801%u9090%u9090%u8190
%u00c3%u0003%u8b00%u531b%u53ff
%u0078%u0000%u00=a HTTP/1.0" 400 341 "-" "-" 47

Configurazione di log
LogFormat "%h %l %u %t "%r" %>s %b "%{Referer}i" "%{User-Agent}i"" combined
LogFormat "%h %l %u %t "%r" %>s %b" common
CustomLog "logs/access_log" common
Significato dei campi:
• %h remote host
• %l remote log name (ottenuto mediante identd)
• %u remote user
• %t time of request
• "%r" prima linea della richiesta
• %>s stato della richiesta (response code)
• %b domensione della risposta in byte
• "%{Referer}i" header “referer” nella richiesta
• "%{User-Agent}i" header “user agent” nella richiesta
48

Apache Parte 1

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