作为一个使用Python的Web工程师，你必须从全局了解浏览器是如何与服务器互联的
作为一个使用Python的Web工程师，你必须从全局了解浏览器是如何与服务器互联的
2台计算机之间是可以互联的，也就是说，A计算机可以发送消息给B计算机，B计算机收到A计算机发出的请求之后会回复消息给A计算机。在这个通信的基础之上就建立起了一些规则，比如我们常常提到的BS结构，B是指浏览器，S是指服务器。我们常见的baidu搜索服务就是使用了BS结构构建的。BS结构规定了通信的一端必须是浏览器，而另外一端可以是任何计算机程序。为了让2台计算机通信，人们发明了通信协议，比如TCP/IP、HTTP等等。这些协议约定了2台计算机通信的具体格式和内容，非常类似人类发明的语言。使用BS结构来构建服务的时候，浏览器与服务器之间的通信大量地依赖于HTTP协议。具备了浏览器、HTTP协议、服务器程序这三部分之后，我们就可以构建互联网服务，并且提供给全世界使用！接下来，我们一起探究每一部分的作用，以及它们之间的关系。
1.HTTP 协议
Internet是一个大规模分布式的信息系统，如下图所示
许多应用服务都是运行在Internet上，比如web服务、邮件服务,、文件传输服务,、音频服务、 视频服务等等。比如我们常见的google搜索服务就是web服务中的一种。为了使用这些服务，我们一般都会使用浏览器去访问它们，而这些服务是由许多服务器程序一起提供的，而浏览器会通过HTTP协议向服务器程序发送请求，服务器程序会接收到请求，然后根据请求的内容返回不同的结果。对每一类应用服务，都有与之对应的一套协议，比如文件传输服务就需要通过FTP协议来连接客户端，而web服务一般会通过HTTP协议来连接浏览器。总之，把每台计算机类比成每一个人，那么人与人之间交流需要靠语言来完成，而计算机之间的沟通需要靠协议来完成，而HTTP协议就是众多协议中的一种。
要想使用HTTP协议，那么就需要在浏览器端和服务器端实现一套程序来解析HTTP协议。工程师一般不会直接实现这些模块，因为浏览器和服务器端程序Nginx已经提供了HTTP协议的解析功能。由此可知，HTTP协议是连接浏览器和服务器程序Nginx之间的桥梁。下图展示了HTTP协议的作用，其中浏览器就是其中的HTTP Clients，Nginx就是其中的HTTP Server。
2.浏览器
市面上有很多浏览器提供给用户选择，这些浏览器有Chrome、Firefox、Edge、Opera等等。Web服务是运行在Internet上的，因此用户一般会借助浏览器来访问和使用这些Web服务。对于用户而言，浏览器需要提供可交互的GUI界面，除此之外，不同的服务，应该提供不同的GUI界面。
浏览器是通过HTML、CSS、Javascript来构建可交互的GUI界面的，因此不同的Web服务若要想提供GUI界面给用户操作，那么就需要根据Web服务所提供的功能来编写许多HTML、CSS、Javascript文件，而这些文件最终都会传输给浏览器，最终由浏览器生成可交互的GUI界面。
3.服务器程序与WSGI协议
Web服务是由许多服务器程序构成的，随着Web服务的复杂性增加，这些服务器程序可以分布在不同的计算机上。不同的服务器程序可以由不同的编程语言来实现，比如C++、Java、Python、Javascript、C#等等。当工程师使用Python编写服务器程序之后，就需要将这些服务器程序提供给浏览器使用，但是由于服务器程序不会解析HTTP协议，因此需要使用Web服务器程序（比如Nginx）来解析HTTP协议。那么Nginx解析的结果就需要传输给Python编写的服务器程序，Nginx与服务器程序是由WSGI协议
来建立通信的。下图展示了服务器程序、Nginx、WSGI协议的关系和作用
- uWSGI和diango是由Python编写的服务器程序，uWSGI提供了解析WSGI协议的功能
- 上图第3部分代表了WSGI协议
- 绿色模块是Web服务器程序Nginx，Nginx负责解析HTTP协议
4.将浏览器、HTTP协议、服务器程序放在一起
由上图可知，用户使用浏览器，经过了6个步骤，最终实现了浏览器访问Web 服务。那么接下来我们通过访问google搜索的例子来学习这6个步骤都做了什么。
- 用户打开浏览器，输入www.google.com，并按下回车键，此时浏览器生成根据HTTP协议生成HTTP请求，假设这个请求是
req1，发送给Web服务器程序Nginx - Web服务器程序Nginx接收到
req1，并且根据HTTP协议解析req1，并得到结果parsed_result_1 - Nginx会将
parsed_result_1结果通过WSGI协议转发给uWSGI - uWSGI接收到
parsed_result_1，并根据WSGI协议解析parsed_result_1得到结果res_dict，同时将res_dict转发给基于Python Web框架django编写的服务器程序 - 而服务器程序会查寻数据库，并将查询到的结果和
res_dict来动态生成HTML内容，而HTML的内容中会包含javascript、css链接。而HTML内容会原路返回给浏览器，此时，浏览器接收到这个HTML内容，并解析HTML内容，加载javascript文件，加载css文件，最后生成了一个可交互的GUI界面
到此，我们从整体上介绍了浏览器、HTTP协议、服务器程序的作用和它们之间关系。这其中涉及了很多成熟的技术栈，比如javascript、css、html、python、django、nginx。读者很难在短时间内把所有的技术都学会，正确的学习技术的思路应该是选择一个一个单一的技术点，然后以点到面的方式学习和扩展自己的技能库。基于这样一个思路，我将选择一个基于Python编写的Web框架来进一步学习Python和Web编程知识。这个Web框架叫digwebs，它的源码托管在了这里。
目前基于Python编写的Web框架有很多，它们有digwebs、flask、django，而借助这些Web框架来编写服务器程序会给我们带来很多好处，比如减少服务器程序的代码量、更加高效地组织代码、更好的模块化代码等等。最终借助类似于digwebs的web框架，可以加快服务器程序的研发速度，同时学习一款优秀开源的web框架可以提高你设计程序的能力。由于Web框架能够给我们带来很多好处，在接下来的章节里，我将揭示digwebs的设计思路和具体细节。
