Содержание
Модуль 1. CGI
1.1. CGI - технология.
Основу WWW составляют веб-узлы - ПК, на которых выполняется специальная программа - веб-сервер, ожидающая запроса со стороны клиента на выдачу документа. Документы хранятся на веб-узле в формате HTML. Клиентом веб-сервера является программа-браузер, выполняющаяся на удаленном ПК, которая осуществляет запрос к веб-серверу, принимает запрошенный документ и отображает его на экране.
Стандартный язык разметки HTML позволяет легко и быстро создавать веб-страницы, передаваемые по сети Интернет. Это удобный инструмент, но, загружаемые в окно браузера страницы - статичны. Пользователь не может менять их содержимое, не может взаимодействовать с ними. Для придания динамичности HTML страницам был предложен и реализован ряд технологий, оживляющих и создающих реагирующие на действия пользователя HTML-документы. CGI-сценарий - одна из первых таких технологий. Это программа, инициализируемая на сервере при передаче на него информации из полей форм HTML, создаваемых тэгом <FORM>…</FORM>.
CGI - Common Gateway Interface (интерфейс общего шлюза). Это часть веб-сервера, которая может взаимодействовать с другими программами, выполняющимися на этом же веб-узле. В этом смысле является шлюзом для передачи данных, полученных от клиента программами обработки (СУБД, электронными таблицами, графическими приложениями).
CGI включает общую среду (набор переменных) и протоколы для взаимодействия с этими программами.
1.2. Схема работы CGI.
- Получение веб-сервером информации от клиента-браузера. Для передачи данных веб-серверу в HTML используется форма, задаваемая при помощи тэгов FORM. Она состоит из набора полей ввода, отображаемых браузером в виде графических элементов управления (селекторные кнопки, опции, строки ввода/вывода).
- Анализ и обработка полученной информации. Данные, извлеченные из HTML-формы, передаются на обработку CGI-программе. Они не всегда могут быть обработаны ею самостоятельно. Так, если в данных содержится запрос к базе данных, то CGI-программа переадресовывает запрос СУБД, выполняющейся на том же ПК.
- Создание нового HTML документа и пересылка его браузеру. После обработки полученной информации, CGI-программа создает динамический (виртуальный) html-документ и возвращает результат в Apache, а он - браузеру клиента.
1.3. HTML-формы.
HTML-формы предназначены для пересылки данных от удаленного пользователя к веб-серверу. С их помощью можно организовать простейший диалог между пользователем и сервером.
Пример:
<FORM> ACTION = "URL"
METHOD = метод_передачи
ENCTYPE = MIME_тип>
...содержимое формы
</FORM>
Дополнительные параметры: CLASS, NAME, STYLE.
Документ может содержать несколько форм, но они не могут быть вложенными друг в друга.
- ACTION. Его значением является URL-адрес CGI-программы, которая будет обрабатывать информацию, извлеченную из данной формы.
- METHOD. Определяет метод пересылки данных, содержащихся в форме, от браузера к веб-серверу. Обычно принимает одно из двух значений: GET (по умолчанию) и POST.
В методе GET данные формы пересылаются в составе URL-запроса.
В методе POST данные формы пересылаются в теле запроса.
- ENCTYPE. Возможны два значения параметра: application/x-www-form-urlencoded и multipart/form-data.
Значением этого параметра является медиатип, определяющий формат кодирования данных, при передаче их от браузера к серверу. Браузер кодирует данные, чтобы исключить их искажения в процессе передачи.
Электронная почта - одно из первых приложений Интернет. Ориентировано на пересылку текстовых сообщений, но часто возникает необходимость вместе с текстом переслать данные в нетекстовом формате (zip-файл, рисунок). Для пересылки этих файлов без искажения средствами электронной почты, их кодируют в соответствии с некоторым стандартом.
Стандарт MIME - Multipurpose Internet Mail Extensions (Многоцелевые расширения электронной почты для Интернета). Определяет набор MIME-типов, соответствующих различным типам данных, и правила пересылки их по электронной почте.
Для обозначения MIME-типа используется запись вида: тип/подтип.
Тип определяет общий тип данных. Например, application, text, image.
Подтип определяет конкретный формат внутри типа данных (application/zip, image/gif, text/html).
MIME-типы нашли применение в веб, где они называются медиатипами для идентификации формата документов, передаваемых по протоколу http.
В HTML-форме параметр ENCTYPE определяет медиатип, используемый для кодирования и пересылки специального типа данных - содержимого формы.
Если в форме присутствует элемент для ввода имени локального файла (TYPE = FILE), то этот файл присоединяется к содержимому формы при пересылке на сервер. Для корректной передачи этого файла нужно установить значение параметров формы равными:
ENCTYPE = "multipart/form-data"
METHOD = POST
Иначе будет передана введенная строка, т.е. маршрутное имя файла, а не его содержимое.
Тэг <INPUT>
TYPE = TEXT - создает элемент для ввода строки текста.
= PASSWORD - символы заменяются на "*".
= FILE - создает поле для ввода имени локального файла, сопровождаемое кнопкой BROWSE.
= CHECKBOX - создает поле для установки флажка, который можно установить или сбросить. Объединяются в группу с одним именем.
= RADIO - создает элемент "переключатель", существующий только в составе группы подобных элементов, из которых может быть выбран только один.
= SUBMIT - определяет кнопку для передачи данных из формы на сервер.
= RESET - кнопка для очистки элементов формы.
= BUTTON - кнопка произвольного назначения.
= IMAGE - действует аналогично кнопке SUBMIT. Создает элемент в виде графического изображения.
= HIDDEN - скрытый элемент, не отображаемый пользователю.
Тэг <SELECT>
<SELECT NAME = имя_поля
SIZE = n
MULTIPLE>
…элементы OPTION
</SELECT>
<OPTION SELECTED VALUE = строка>содержимое_тэга
Этот тэг организовывает внутри формы выбор из нескольких вариантов в виде раскрывающегося списка.
Тэг <TEXTAREA>
<TEXTAREA NAME = имя
ROWS = m
COLS = n
Текст
</TEXTAREA>
Создает внутри формы поле для ввода многострочного текста.
Для пересылки на сервер каждая строка дополняется символами %0D%0A (перевод строки и возврат каретки). Все строки объединяются в одну строку, которая отправляется на сервер под именем NAME.
1.4. Кодирование и пересылка данных формы в запросе.
Взаимодействие между клиентом-браузером и веб-сервером осуществляется по правилам протокола http и состоит из запросов клиента и ответов сервера.
Запрос клиента разбивается на три части:
- 1 строка - команда HTTP (метод GET или POST)
- - URL-адрес запрашиваемого файла cgi-сценария
- - номер версии протокола HTTP
- 2 строка - заголовок запроса
- 3 строка - тело запроса (собственно данные, посылаемые серверу)
Метод сообщает серверу о целях запроса. В протоколе http определены несколько методов, но для передачи формы в cgi-программу используются 2 метода GET и POST.
Метод GET. Данные формы пересылаются в составе URL-запроса, к которому присоединяются после символа "?".
Метод POST. Данные формы пересылаются в теле запроса.
Схема кодирования данных из формы одинакова для обоих методов и заключается в следующем:
- Для каждого элемента формы, имеющего имя, заданное параметром NAME, формируется пара NAME = value, где value - значение элемента, введенное пользователем или назначенное по умолчанию. При отсутствии значения, соответствующая пара имеет вид: NAME =. Для радиокнопок и переключателей используются значения только выбранных элементов.
- Все пары объединяются в строку через разделитель &. Символы, не допустимые в составе URL (русские символы, пробелы, служебные символы) заменяются последовательностью, состоящей из символа % и их 16-го ASCII кода. Символ пробела может заменяться либо на %20, либо знаком "+". Признак конца строки заменяется кодом %0D%0A. Этот процесс называется URL-кодированием.
- Закодированная информация передается серверу одним из методов (GET или POST).
GET:
<FORM METHOD = "GET" action = "/cgi-bin/registrat.cgi">
GET /cgi-bin/registrat.cgi?regname=Bob&password1=asd&password2=asd&age=lt20&language=russian&format=HTML&wish=%F6%C5%CC HTTP1.0 (заголовки запроса, сообщающие серверу информацию о клиенте)
<пусто> (тело запроса)
POST:
<FORM METHOD = "POST" action = "/cgi-bin/registrat.cgi">
POST /cgi-bin/registrat.cgi HTTP1.0 (заголовки запроса, сообщающие серверу информацию о клиенте)
content_length:126
regname=Bob&password1=asd&password2=asd&age=lt20&language=russian&format=HTML&wish=%F6%C5%CC
content_length - сообщает серверу количество байт, переданных в теле запроса.
При использовании метода GET веб-сервер, получив запрос присвоит переменной среды QUERY_STRING значение строки запроса и вызовет cgi-программу, обозначенную в первой части URL до знака вопроса.
cgi-программа после запуска обращается к переменной QUERY_STRING для обработки закодированных в ней данных.
При использовании метода POST значение content_length:126 присваивается глобальной переменной CONTENT_LENGTH, а данные пересылаются в стандартный ввод cgi-программы (STDIN).
1.5. CGI-сценарий.
Назначение - создать новый html документ, используя данные, содержащиеся в запросе и передать его обратно клиенту. Если такой документ уже существует, то передается ссылка на него.
Свойства языка CGI-программирования:
- средства обработки текста, необходимые для декодирования входной информации, поступающей в виде строки и состоящей из отдельных полей, разделенных символами ограничителя.
- средства доступа к переменным среды. С помощью переменных среды данные передаются на вход cgi-программы.
- возможность взаимодействия с другими программами. Необходима для обращения к СУБД, программам обработки графики и другим специальным программам.
Выбор языка зависит и от операционной системы веб-сервера. Большинство узлов работает под ОС UNIX, в которой очень распространено использование скриптов (текстовых командных файлов, представляющих собой программы, состоящих из обращений к командам ОС и управляющих конструкцией языка shell - командной оболочки UNIX).
Shell - интерпретатор команд ОС. В то же время имеет встроенные средства, характерные для языков программирования, а именно строковые переменные и управляющие конструкции.
Shell выполняет командные файлы как интерпретатор, т.е. считывает из файла и выполняет команды одну за другой с учетом управляющих конструкций, не преобразуя исходный текст в исполняемый двоичный код.
Языки с интерпретаторами:
- shell
- perl (Practical Extraction and Report Language)
- python
- tcl
Perl. Наиболее распространен для написания cgi-сценариев, т.к. обладает следующими полезными средствами:
- Переносимость. Существуют версии интерпретатора Perl для MS-DOS, Windows, Macintosh и других платформ.
- Наличие готовых модулей, облегчающих cgi-программирование и свободно-доступных в сети Интернет на многих ftp-серверах.
Ответ сервера состоит из следующих трех частей:
- Строка состояния:
- номер версии протокола HTTP;
- код состояния;
- краткое описание состояния.
Пример:
HTTP 1.0 200 OK #запрос выполнен успешно
HTTP 1.0 404 Not Found #документ отсутствует
- Заголовок ответа. Содержит информацию о сервере и о возвращаемом html-документе.
Пример:
Date: Mon, 16 Jul 2004 15:49:37 GMT #текущие дата и время
Server: Apache/1.3.6 #имя и номер версии сервера
Content-type: text/html #медиатип содержимого
- Содержимое ответа - html-документ, является результатом выполнения cgi-программы, которая передает результат своей работы (html-документ) серверу, который возвращает его клиенту. При этом сервер не анализирует и не изменяет полученные данные, а только дополняет некоторыми общими заголовками.
Информация о содержимом ответа формируется cgi-программой и должна содержать как минимум один заголовок, сообщающий браузеру формат возвращаемых данных. Если в качестве ответа клиенту посылается только подтверждение о получении заполненной формы, то он формируется только один раз и сохраняется в файле, адрес URL которого затем указывается серверу для передачи его клиенту в заголовок (location:url). Заголовки отделяются от содержимого документа пустой строкой. Файлы cgi-сценариев хранятся обычно на сервере в поддиректории cgi-bin.
Обработка данных cgi-программы.
- Данные формы поступают в cgi-программу в закодированном виде, поэтому первый шаг - это декодирование данных, состоящее из следующей последовательности действий:
- замена каждой группы %hh (16-й код ASCII) на соответствующий ASCII-символ
- замена символа "+" пробелом
- выделение отдельных пар "имя=значение", разделенных ограничителем &
- выделение из каждой пары "имя=значение" имени и значения соответствующего поля формы
- Обработка выделенных и декодированных данных. Программа должна проверить заполнение обязательных полей формы, правильность подтверждения пароля.
- В зависимости от результата проверки формируется html-документ для отсылки клиенту.
- Сохранение сценария в файле. (/cgi-bin/registat.cgi)
Пример формирования cgi-сценария.
1) #!/usr/bin/perl
print "Привет! \n"
Первая строка сообщает местонахождение интерпретатора perl, а вторая строка - функция print, выводит сообщение в стандартный вывод stdout.
2) сохраняем текст программы в файле hello.pl
3) запуск программы на выполнение:
perl hello.pl
4) преобразование программы в cgi-сценарий и сохранение его в файле hello.cgi
#!/usr/bin/perl
print "Content-type: text/html \n\n";
print "HELLO\n";
print "\n";
print "<h2>Привет!</h2>\n";
print "
\n"
5) помещаем cgi-программу в каталог cgi-программ веб-сервера, а затем обращаемся к ней из браузера, который отобразит html-документ, созданный этой программой.
содержание вперед на
главную
|
