Đặt vấn đề Các hệ thống phần mềm hiện nay đòi hỏi chạy trên đa nền tảng, hiệu quả, tương tác thân thiện với người dùng. Phần mềm phát triển trên nền Web là một trong những loại ứng dụng đáp ứng được các yêu cầu khắt khe đó. Tuy nhiên, các yếu tố quan trọng anh hướng đến hiệu năng của các ứng dụng Web là việc trao đổi dữ liệu dựa trên Internet và cụ thể là trên giao thức HTTP và xử lý dữ liệu trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Do khoa học phát triển, những hạn chế kể trên đã được khắc phục.
Giao thức HTTP đã được nâng cấp thành HTTP 2.0 truyền hai chiều (bidirection), các hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng đến xử lý dữ liệu theo thời gian thực, đặc biệt là sự ra đời cảu hệ quản trị cơ sở dữ liệu NoSQL (Not only SQL) đã cải thiện tốc độ xử lý dữ liệu đáng kể. Trong đó điển hình là hệ quản trị cơ sở dữ liệu MongoDB. MongoDB là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng tài liệu. Nghĩa là dữ liệu không chỉ chứa trong các bảng như cơ sở dữ liệu quan hệ mà được lưu trữ ở dạng JSON.
Điều này giúp cho việc truy cập và xử lý nhanh hơn rất nhiều so với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Trong chương này, khóa luận trình bày kiến thức nền tảng liên quan để làm cơ sở cho các nội dung tiếp theo 1. Cơ sở dữ liệu hướng tài liệu Cơ sở dữ liệu hướng tài liệu (Document Oriented Database) là cơ sở dữ liệu lưu trữ dữ liệu một cách tự do không theo một lược đồ nhất định. Mỗi bản ghi không cần phải có cấu trúc cố định, các bản ghi khách nhau có thể có nhiều cột khách nhau.
Loại dữ liệu trong mỗi cột bản ghi cũng có thể khác nhau. Một cột có thể có nhiều hơn một mảng và các bản ghi có thể có cấu trúc lồng nhau. Dữ liệu được đóng gói thành từng tài liệu, tài liệu có thể lưu dưới dạng JSON, XML, v. Ví dụ: { “_id”: ObjectId("5fe87df4ccac7508fc2c52a4") “name: “Roanldo” “position”: “striker” } <contact> 2 Tieu luan <firstname>Bob</firstname> <lastname>Smith</lastname> <phone type="Cell"> (123) 555-0178</phone> <phone type="Work"> (890) 555-0133</phone> <address> <type>Home</type> <street1>123 Back St.</street1> <city>Boys</city> <state>AR</state> <zip>32225</zip> <country>US</country> </address> </contact> Khi phát sinh việc chèn dữ liệu, tức là thêm một trường mới thì ta chỉ cần bổ sung một trường vào đối tượng JSON/XML là được chứ nó không cố định như số cột trong bảng của cơ sở dữ liệu quan hệ.
Một số hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng tài liệu như MongoDB, CouchDB, Elasticsearch, v. Giao thức HTTP 1.1 Giới thiệu HTTP Giao thức HTTP là một trong các giao thức chuẩn sử dụng để trao đổi dữ liệu trên Internet, giao thức này được dùng để trao đổi thông tin giữa bên cung cấp dịch vụ (Web server) và bên sử dụng dịch vụ (Web client) trong mô hình Client/Server. Giao thức HTTP là một giao thức thuộc tầng ứng dụng, nằm trên cặp giao thức tầng giao vận & tầng mạng là TCP/IP. Lịch sử phát triển Giao thức HTTP và chuẩn HTML được Tim Berners-Lee đề xuất vào năm năm 1989 tại CERN và được các tổ chức IETF và World Wide Web Consortium (W3C) công nhận và đã công bố ra hàng loạt các phiên bản RFC (Request for Comments).
Phiên bản đầu tiên của HTTP là HTTP v0. Vào giữa thập niên 90, David Ragger đã tăng tính bảo mật, mở rộng các thẻ meta-rich decription và thêm các phương thức khác cung với các trường header nhằm mục đích biểu diễn được đa dạng các loại dữ liệu. Giao thức HTTP từ lúc công bố đến nay đã trải qua nhiều phiên bản 1.3), đến ngày nay là phiên bản 2. 3 Tieu luan HTTP/2 được công bố trong bản RFC 7540 vào tháng 7 năm 2015.
Nguyên lý hoạt động của HTTP Hình 1. 1: Nguyên lý hoạt động của HTTP Header: Chứa các thông tin về địa chỉ xuất phát của gói, địa chỉ đích đến và các thông tin như loại dữ liệu, dung lượng dữ liệu. Payload: Chứa các gói dữ liệu cần được truyền tải. Footer: Chứa các thông tin dùng để phát hiện và chỉnh sửa lỗi trong quá trình truyền.
Các hệ thống sử dụng giao thức HTTP hoạt động theo nguyên lý Client – Server. Theo nguyên lý này các thiết bị đóng vai trò làm máy khách (Client) sẽ gửi yêu cầu đến máy chủ (Server) và chờ đợi phản hồi thông tin từ máy chủ. Giao thức HTTP là một giao thức phi trạng thái (stateless protocol). Hay nói cách khác, yêu cầu hiện tại (request) không biết những gì đã xảy ra trong yêu cầu trước đó.
HTTP cho phép tạo các yêu cầu gửi và nhận các kiểu dữ liệu, do đó cho phép xây dựng hệ thống độc lập với dữ liệu được truyển. Uniform Resource Locator (URL) Một URL (Uniform Resource Locator) được sử dụng để xác định duy nhất một tài nguyên trên Web. Một URL có cấu trúc như sau: Protocol://hostname:port/path-and-file-name Trong một URL có 4 thành phần: - Protocol: giao thức tầng ứng dụng được sử dụng bởi client và server - Hostname: tên DNS domain - Port: Cổng TCP để server lắng nghe request từ client - Path-and-file-name: Tên và vị trí của tài nguyên yêu cầu 4 Tieu luan 1. Giao thức TCP/IP Hình 1.
2: Kiến trúc giao thức TCP/IP so với OSI Các giao thức được phân chia thành các tầng, Trong đó TCP/IP có 4 tầng mỗi tầng lại sử dụng các giao thức ở tầng dưới để đạt đc mục đích của mình. Layer 1: Network Access Layer Network Access Layer: Quy ước về cách thức dữ liệu được gửi qua mạng bởi các thiết bị phần cứng trực tiếp giao tiếp với môi trường mạng, chẳng hạn như cáp đồng trục, cáp quang hay dây đồng xoắn đôi. Các giao thức bao gồm trong Network Access Layer là Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, Frame Relay… Layer 2: Internet Layer Internet Layer: Đóng gói dữ liệu vào các gói chúng lại dưới dạng các gói tin thông giao thức Internet Protocol, chứa địa chỉ nguồn và đích (địa chỉ logic hoặc địa chỉ IP) được sử dụng để chuyển tiếp các gói tin giữa các máy chủ và qua các mạng. Mục đích của Transport Layer là cho phép các thiết bị trên máy chủ nguồn và đích đến trao đổi dữ liệu.
Transport Layer sẽ xác định mức độ service và trạng thái của kết nối được sử dụng khi vận chuyển dữ liệu. Layer 3: Transport Layer Mục đích của Transport Layer là cho phép các thiết bị trên máy chủ nguồn và đích đến trao đổi dữ liệu với nhau. Service và trạng thái kết nối được sử dụng khi vận chuyển sẽ được Transport Layer xác định mức độ nào Khi dùng trình duyệt truy cập Web bạn sẽ thường gặp các thông báo lỗi khác nhau như sau: - Lỗi 404 hay Http 404 tức là lỗi không tồn tại địa chỉ bạn đang truy cập - Lỗi 401: lỗi này bạn truy cập vào nơi yêu cầu xác thực, nhưng không vượt qua được sẽ có lỗi này. 5 Tieu luan - Lỗi 500: lỗi này thường do Web server mà bạn truy cập bị lỗi nên không thể truy cập vào được.
- Ngoài ra Http 200 tức là bạn truy cập thành công. Giao thức HTTP 2. Giới thiệu HTTP 2.0 HTTP/2 là cuộc cách mạng giao thức truyền siêu văn bản (Hypertext Transfer Protocol) (HTTP) mới nhất tính đến thời điểm này. HTTP là giao thức mạng được sử dụng để yêu cầu và nhận page cùng dữ liệu trên môi trường World Wide Web.
Công nghệ mới này đang dần thay thế chuẩn HTTP/1.1 đã được sử dụng rộng rãi trong hơn hai thập kỷ gần đây 1. Nguyên lí hoạt động HTTP/1.1 đã ra đời gần 20 năm và với các ứng dụng web (web application) như hiện nay, giao thức này đang trở nên lạc hậu.0 ra đời với rất nhiều những nâng cấp. Ghép kênh (Multiplexed) HTTP có một vấn đề gọi là head-of-line blocking, chỉ có phép được thực hiện với mỗi kết nối.1 đã cố gắng giải quyết vấn đề này bằng các luồng song song (pipelining), nhưng không thể giải quyết triệt để (ví dụ một truy vấn mà bị lỗi không nhận được phản hồi sẽ làm gián đoạn toàn bộ các truy vấn tiếp theo). Hơn nữa, cơ chế luồng song song (pipelining) cũng rất phức tạp trong vận hành bởi vì cần phải xử lý các truy vấn thật cẩn thận mới đảm bảo được phản hồi tương ứng với truy vấn.
Client buộc phải sử dụng một cách chuẩn đoán để xác định cần gửi truy vấn nào vào kết nối nào. Vì thông thường, một trang web cần tới 10 (có thể hơn) các kết nối, nên hiệu suất có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi có những truy vấn lỗi. Multiplexing giải quyết vấn đề này bằng cách cho phép nhiều truy vấn và phản hồi cùng một lúc. Về phía client, chỉ cần một kết nối đến máy chủ là có thể tải toàn bộ dữ liệu cần thiết.
Chính cơ chế gửi và nhận dữ liệu của HTTP/2.0 giúp nó dễ dàng triển khai multiplexing.0 cho phép client và server chia nhỏ dữ liệu thành các frame hoàn toàn độc lập với nhau. Chúng có thể được gửi và nhận song song, xen kẽ nhau và ghép nối lại thành những thông điệp hoàn chỉnh tại đích đến. Điều này giúp việc gửi và nhận dữ liệu cực kỳ hiệu quả mà không hề gặp phải head-of- line blocking như HTTP/1.1 vì các frame hoàn toàn độc lập với nhau. 6 Tieu luan HTTP/2.0 sử dụng dữ liệu nhị phân Dữ liệu nhị phân rõ ràng là dữ liệu dễ xử lý nhất đối với máy tính.1 sử dụng dữ liệu dạng văn bản (Nó sẽ được mã hoá bởi máy tính, và tiếp tục được mã hoá ở những tầng dưới).
Dữ liệu nhị phân cho phép chúng ta phân tích nó dễ dàng hơn, nó dễ được nén hơn và quan trong nhất là nó không dư thừa. Dữ liệu dang văn bản của HTTP/1.1 thường xuyên có những thứ không cần thiết như dấu cách, các dấu xuống dòng… Cũng vì vậy với HTTP/2.0, chúng ta có một phương thức duy nhất để phân tích dữ liệu, trong khi HTTP/1.1 có tới 4 cách khác nhau.1 sử dụng văn bản nên một gói tin của nó chứa rất nhiều thông tin và bắt buộc phải sử dụng dấu xuống dòng để ngăn cách.0 thì hoàn toàn khác, mọi giao tiếp của client và máy chủ đều được chia thành các thông điệp và đơn vị truyền tin (frame), tất cả chúng đều là dữ liệu binary. Có nhiều loại frame khác nhau như HEADER, DATA, SETTINGS… Bằng việc sử dụng dữ liệu nhị phân, chúng ta có một số khái niệm sau trong giao tiếp HTTP/2.0 Stream: Một dòng dữ liệu hai chiều trong một kết nối, trong 1 stream có thể có nhiều thông điệp (message) Message (thông điệp): Một chuỗi các frame (đơn vị truyền tin) có liên quan đến nhau để hoàn thành một truy vấn hoặc phản hồi.