Hướng dẫn tạo một HTTP Server bằng python

Bài đăng này đã không được cập nhật trong 4 năm

Giới thiệu

Web Server là gì?

Tổng quan

Web server là một máy tính lưu trữ những nội dung web.
Một máy chủ web dùng để phục vụ các trang web trên mạng internet hoặc mạng nội bộ.
Nó lưu trữ các pages, scripts, progarms hay các files multimedia và sử dụng giao thức HTTP để gửi các tệp đến trình duyệt web.
Một số máy chủ web nổi tiếng như : Nginx web server, Apache web server, IIS web server, Light Speed web server.

Cách thức máy chủ web hoặc động.

Ví dụ người dùng muốn xem một trang web như www.google.com, người dụng nhập url vào trình duyệt web với điều kiện người dùng cần kết nối Internet. Khi đó bộ giao thức TCP/IP được sử dụng để thiết lập kết nối.
Khi kết nối được thiết lập, máy khách sẽ gửi một yêu cầu thông qua HTTP và chờ phản hồi từ máy chủ. Phía bên kia máy chủ nhận được yêu cầu, xử lý yêu cầu, gửi lại phản hồi cho máy khách.

Giao thức HTTP

Giao thức HTTP là viết tắt của Hyper Text Transfer Protocol.
Nó là một giao thức ở tầng ứng dụng cho phép các ứng dụng web giao tiếp và trao đổi dữ liệu.
Nó là một giao thức dựa trên TCP/IP.
Nó được sử dụng để cung cấp nội dung: hình ảnh, âm thanh, video, tài liệu...
Sử dụng HTTP là cách thuận tiện nhất để di chuyển dữ liệu nhanh chóng và đáng tin cậy trên web.

Ví dụ về HTTP message

Cách tạo HTTP Server bằng python

Python có một số thư viện được tích hợp để tạo một web server dễ dàng hơn. Ví dụ bạn có thể tạo một SimpleHTTPServer với một câu lệnh đơn giản:

Với python2

python -m SimpleHTTPServer + port(nếu không viết gì mặc định là 8000)

Với python3

python3 -m http.server + port(nếu không viết gì mặc định là 8000)

Nhưng bạn không thể custom server của bạn.

Tạo một Project HTTPServer

Tạo file HTML and CSS

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="utf-8" />
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge">
    <title>Page Title</title>
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
    <link rel="stylesheet" href="/main.css">
</head>
<body>
    <h1>Sun* Cyber Security Research</h1>
</body>
</html>

@import url('https://fonts.googleapis.com/css?family=IBM+Plex+Sans+Condensed:100,200,300,400');

body{
    background-color: #222;
}

h1{
    color: white;
    padding: 20px 40px;
    margin: 0 auto;
    background-color: rgba(255, 255, 255, .7);
    display: inline-block;
    position: absolute;
    top: 50%;
    left: 50%;
    transform: translateY(-50%) translateX(-50%);
    border-radius: 4px;
    border-bottom: 5px solid rgba(150, 150, 150, 1);
    font-weight: 200;
    font-family: 'IBM Plex Sans Condensed', sans-serif;
}

Thiết lập project

server.py

from http.server import BaseHTTPRequestHandler
import os
class Server(BaseHTTPRequestHandler):
    def do_GET(self):
        if self.path == '/':
            self.path = '/index.html'
        try:
            split_path = os.path.splitext(self.path)
            request_extension = split_path[1]
            if request_extension != ".py":
                f = open(self.path[1:]).read()
                self.send_response(200)
                self.end_headers()
                self.wfile.write(bytes(f, 'utf-8'))
            else:
                f = "File not found"
                self.send_error(404,f)
        except:
            f = "File not found"
            self.send_error(404,f)

from http.server import BaseHTTPRequestHandler
import os

BaseHTTPRequestHandler được sử dụng để xử lý các yêu cầu HTTP đến máy chủ.
Ngoài ra BaseHTTPRequestHandler còn hỗ trợ một số thuộc tính và phương thức sau:
- do_GET(): Phương thức này xử lý khi có yêu cầu GET gửi lên.
- do_POST(): Phương thức này xử lý khi có yêu cầu POST gửi lên.
- path: Thuộc tính này trả về path của request.
- send_error(): Phương thức này trả về lỗi HTTP cho client.

Đầu tiên định nghĩa một phương thứ do_GET(). Phương thức này chạy khi có một yêu cầu GET gửi lên.

self.path =='/' kiểm tra xem yêu cầu gửi lên có phải trang index hay không và nếu là trang index thì gán đường dẫn cho index self.path == '/index.html`.
Tiếp theo cố gắng đọc các tệp mà người dùng đang cố truy cập ngoại trừ những file python tránh làm lộ source code.
Nếu tập tin yêu cầu được tìm thấy thì server gửi phản hồi 200. 200 là phản hồi mà bất cứ khi nào bạn truy cập thành công một trang web.
Nếu tập tin yêu cầu không được tìm thấy thì server gửi một mã lỗi tập tin yêu cầu không hợp lệ.
Sử dụng phương thức bytes() encode utf-8 để chuyển đổi dạng văn bản sang bytes.

main.py

import time
from http.server import HTTPServer
from server import Server

HOST_NAME = 'localhost'
PORT = 8000

if __name__ == "__main__":
    httpd = HTTPServer((HOST_NAME,PORT),Server)
    print(time.asctime(), "Start Server - %s:%s"%(HOST_NAME,PORT))
    try:
        httpd.serve_forever()
    except KeyboardInterrupt:
        pass
    httpd.server_close()
    print(time.asctime(),'Stop Server - %s:%s' %(HOST_NAME,PORT))

import time
from http.server import HTTPServer
from server import Server

time sử dụng để kiếm soát thời gian start và stop server.
HTTPServer là một lớp con socketserver.TCPServer nó tạo và lắng nghe HTTP socket, gửi yêu cầu đến bộ xử lý.

Cấu hình máy chủ với 2 hằng số HOST_NAME = 'localhost',PORT = 8000 với HOST_NAME = 'localhost' dùng để chạy máy chủ trên localhost và PORT = 8000 là cổng mà để chạy ứng dụng.

httpd = HTTPServer((HOST_NAME,PORT),Server)

Gọi HTTPServer mà python cung cấp với đối số thứ nhất là một cặp (HOST_NAME,PORT) và đối số thứ 2 là một class Server để xử lý đã được thiết lập trước đó.

try:
    httpd.serve_forever()
except KeyboardInterrupt:
    pass
httpd.server_close()
print(time.asctime(),'Stop Server - %s:%s' %(HOST_NAME,PORT))

Khối tiếp theo để start và stop server, khi nhận được tín hiệu ngắt từ bàn phím server sẽ đóng kết nối với httpd.server_close().

Bây giờ chúng ta start server bằng cách chạy lệnh:

python3 main.py

Mở trình duyệt nhập url http://localhost:8000
Và đây là phản hồi từ phía máy chủ:

Vậy là chúng ta đã tạo thành công được một HTTP Server đơn giản với python, ngoài ra chúng ta còn có thể viết thêm các phương thức như HEAD, POST ... để cho Server có thể xử lý nhiều phương thức hơn.