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1. Webserver mit Python

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Server, Client, Nachrichten, Prokolle - Die Grundlagen​

Ein Webserver ist ein Computer, der darauf wartet, dass über das Netzwerk Anfragen für Webseiten eintreffen, welche auf dem Webserver gespeichert sind. Der Webserver sendet dann die angefragten Seiten als Antwort zurück an den Computer, von welchem die Anfrage stammt.

Server

Ein Computer, welcher auf Anfragen wartet und diese beantwortet.

Client

Ein Computer, welcher Anfragen an einen Server sendet.

Request

Eine Nachricht, welche vom Client an den Server gesendet wird.

Response

Die Antwort auf einen Request, welche vom Server an den Client gesendet wird.

Man spricht bei Request und Response auch von Nachrichten, welche zwischen Client und Server ausgetauscht werden.

Sowohl auf dem Client, wie auf dem Server braucht es Programme, welche die ausgetauschten Nachrichten verarbeiten können. Im Fall vom Web sind das der Browser auf der Clientseite und das Webserver-Programm auf der Serverseite.

Webseiten sind Dateien, deren Inhalt in der Sprache HTML (Hypertext Markup Language) geschrieben ist. HTML dient dabei dazu die Darstellung der Webseite festzulegen (Überschriften, Abschnitte Tabellen, Links auf andere Seiten, etc.).

Damit sich Client und Server gegenseitig verstehen, müssen die Nachrichten in einer genau festgelegten Reihenfolge und mit genau definiertem Inhalt ausgetauscht werden. Diese Vorschriften nennt man ein Protokolle (siehe auch 👉 2. Protokolle). Im Falle des Webs heisst das Protokoll HTTP (Hypertext Transfer Protocol).

HTTP

Hypertext Transfer Protocol

Das folgende Sequenzdiagramm verdeutlicht diese Zusammenhänge. Es zeigt die Reihenfolge der ausgetauschten Nachrichten für die Abfrage einer Webseite aus dem Browser heraus. Beachten Sie, dass der Browser nur ein Programm ist, welches auf dem Client-Computer läuft. Das entsprechende Programm auf der Serverseite ist nicht separat dargestellt. Statt dessen ist die Datei dargestellt, welche auf dem Server gespeichert ist und deren Inhalt zum Client zurückgesendet wird.

Webserver mit Python​

Python stellt eine Library zur Verfügung, mit welcher man ein einfaches Webserver-Programm erstellen kann. Ein solches ist in folgendem Snippet enthalten. Dieses Programm empfängt Requests für HTML-Dateien und sendet den Inhalt dieser Dateien zurück. Im Moment ist die Seite hello.html die einzige Seite, welche vom Webserver zurückgeschickt werden kann.

Da auf einem Server gleichzeitig verschiedene Dienste angeboten werden können (z.B. könnte auch noch ein E-Mail-Server laufen), muss man für jeden Dienst eine Port-Adresse festlegen, unter welcher der Dienst auf ankommende Anfragen horcht. Für unseren einfachen Webserver wird im Snippet der Port mit der Nummer 8000 festgelegt.

IP-Adresse

Die IP-Adresse ist eine eindeutige Adresse, welche jedem Computer (somit auch jedem Server) im Internet zugewiesen wird.

Localhost

Lokale IP-Adresse, welche auf dem eigenen Computer verweist. Sie ist immer 127.0.0.1.

Port

Ein Port ist eine Nummer, welche den Dienst auf einem Computer identifiziert. Dadurch kann ein Computer mehrere Dienste gleichzeitig anbieten.

URL / URI

Universal Resource Locator / Universal Resource Identifier

Um von einem Browser aus die Seite hello.html anzeigen zu lassen, muss man im Browser folgende URL (Universal Resource Locator) eingeben:

http://Server-IP-Adresse:8000/Pfad/hello.html

Hello

Wenn Sie dies sehen, so haben Sie eine erfolgreiche Abfrage auf den SimlpeWebServer getätigt.

  • Die IP-Adresse des Servers könnte zum Beispiel 10.0.123.4 sein.

  • Der Pfad entspricht der Ordnerreihenfolge, ausgehend vom Workspace in VSC, in dem die Datei hello.html gespeichert ist, z.B. 2258084.

Python Webserver

Ordner

EF-Informatik/docs/Netzwerke/webserver

  1. Speichern Sie folgende Snippets in Ihrem Repository unter dem Ordner docs/Netzwerke/webserver ab.

    Snippets

    SimpleWebServer.py
    https://github.com/lebalz/ofi-blog/blob/main/docs/EF-Netzwerke/01-Server/snippets/simple-server.py
    hello.html
    https://github.com/lebalz/ofi-blog/blob/main/docs/EF-Netzwerke/01-Server/snippets/hello.html

  2. Öffnen Sie auf Ihrem Notebook einen Browser und versuchen Sie die Seite hello.html anzuzeigen. Dazu müssen Sie in Ihrem Browser die richtige URL eingeben. Weil Ihr Browser auf dem selben Computer läuft, wie der Webserver, können Sie statt der IP-Adresse Ihres Computers auch localhost oder die lokale IP-Adresse 127.0.0.1 schreiben. Beim Pfad müssen Sie darauf achten, in welchen Ordner die Datei hello.html gespeichert ist.

  3. Wenn Sie erfolgreich waren, machen Sie einen Screenshot von Ihrem Browser, in welchem man die URL und die Seite sieht und laden Sie diesen als Antwort hoch (die URL soll erkennbar sein).

  4. Nun ist dies wohl eine recht umständliche URL. Jenachdem aus welchem Ordner heraus das Python-Skript gestartet wurde, ändert sich die URL. Um diese möglichst kurz zu halten, kann man das Skript direkt im Ordner docs/Netzwerke/webserver ausführen. Dazu müssen Sie in VSC links in der Ordnerübersicht auf den Ordner webserver rechtsklicken und dort Open in Integrated Terminal auswählen. Nun öffnet sich ein Terminalfenster, welches sich im Ordner docs/Netzwerke/webserver befindet. In diesem Fenster können Sie nun das Python-Skript mit dem Befehl python3 simple-server.py starten. Die URL wird nun wie folgt aussehen: http://localhost:8000/hello.html.

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