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Desconstruindo a Web As tecnologias por trás de uma requisição

Willian Molinari

Prefácio

Tudo começou com um estudo despretensioso sobre como uma requisição para um site funciona. A ideia era mostrar o máximo possível do que acontecia em uma requisição web, durante uma palestra de 50 minutos. Depois de 40 horas de estudo e dedicação, os slides da apresentação estavam prontos, mas havia muito mais detalhes nesse conteúdo do que era possível demonstrar naquela mídia e com aquele tempo.

Durante a construção do material, foi possível perceber que há vários estudos isolados e documentos de arquitetura que mostram separadamente cada uma das peças de uma requisição web. É possível encontrar material sobre como as redes funcionam para entregar o conteúdo de um ponto ao outro, como os protocolos trabalham para encapsular os dados, como é a arquitetura de um framework de desenvolvimento web, como o servidor de aplicação se integra com o framework etc. Apesar disso, não há nada que mostre, do começo ao fim, o que acontece desde o momento em que o usuário aperta a tecla Enter do teclado até a página estar completamente carregada na tela. 

Este livro vem cobrir esse espaço, trazendo um estudo unificado e focado no entendimento de como a internet funciona, utilizando uma requisição de uma página HTML como exemplo. Durante este estudo, vamos passar por diversas áreas de conhecimento distintas. Passaremos pela criação visual da interface no navegador, pela montagem dos pacotes dentro do kernel do sistema operacional, pelos dispositivos de rede da internet, e até mesmo pela integração do código da aplicação com o servidor web.

 

Para quem é

Desenvolvedores de aplicações para a internet, programadores curiosos com a web, administradores de sistema, engenheiros de rede, ou qualquer outra pessoa que crie conteúdo para a internet e esteja disposta a ir fundo na tecnologia para entender o exato papel do seu trabalho no todo. 

O estudo assume um conhecimento básico de como funciona o ambiente de desenvolvimento para a internet. Esse conhecimento básico significa saber que um desenvolvedor programou o site, possivelmente usou algum framework, colocou em um servidor de alguma empresa de hospedagem que possui Apache ou NGINX, e registrou o domínio para que seja fácil de acessar via internet.

Apesar de o livro explicar muitos dos termos, ele assume que quem está lendo já sabe o que significa sistema operacional, processo e thread, por exemplo. Esses e mais alguns outros termos básicos não serão detalhados para deixar a explicação mais direta, mas uma busca rápida na internet resolve o problema para continuar o entendimento. Familiaridade com alguma linguagem de programação também será útil em alguns pontos do estudo, em que vamos mais a fundo no desenvolvimento do software estudado.

Aqui há informações úteis tanto para quem é menos experiente na área de internet como para quem já trabalha com isso há algum tempo. Um especialista em desenvolvimento de aplicações, por exemplo, encontrará algumas informações redundantes para a sua área de conhecimento. Apesar disso, ele conhecerá mais sobre todas as tecnologias que envolvem a entrega de conteúdo para o usuário.

O conteúdo deste livro foi pensado para que os especialistas possam passar rapidamente pelo conteúdo de sua especialidade, focando em todos os outros componentes da infraestrutura da requisição.

 

Estrutura

O livro está dividido em 10 capítulos, sendo que cada um deles se dedica a uma parte específica de uma requisição web. O conteúdo foi organizado dessa forma para facilitar a leitura por tópicos e áreas de interesse, além de ajudar os mais experientes a filtrar tópicos.

Para contribuir com o fluxo de leitura, todos os capítulos são divididos em três partes: conteúdo principal, resumo do conteúdo e referências do capítulo.

O conteúdo principal pode focar em diversas áreas, dependendo da parte estudada. Há capítulos mais focados na parte de desenvolvimento, outros na parte de redes de computadores, e outros em softwares que geralmente são administrados por um administrador de sistemas.

Caso não haja interesse em se aprofundar em determinada área de conhecimento da requisição web, ainda será possível acompanhar o resumo no fim do capítulo. Ele não entrará em detalhes, mas vai proporcionar uma forma de continuar o estudo sem perder o fluxo das informações.

 

O estudo

O estudo começa com o usuário digitando a URL de um site na barra de endereços do navegador e apertando a tecla Enter. Nesse momento, vamos começar juntos uma jornada que passa por dezenas de tecnologias até que a requisição esteja completa e a página totalmente carregada na tela do usuário.

Apesar de este estudo não ser focado em uma tecnologia específica, vamos definir os softwares que serão estudados. Faremos isso para poder ir mais fundo no estudo e entender qual trabalho precisa ser executado em uma parte específica da requisição. Podemos utilizar como exemplo o navegador, que para esse estudo será o Chromium. Por ter definido esse navegador como nossa escolha de estudo, podemos olhar o código-fonte e os documentos de design que explicam por que determinadas implementações foram feitas.

É comum a sua tecnologia preferida não estar listada como parte do estudo, pois há uma vasta lista de possibilidades para cada parte de uma requisição web. Apesar disso, a tecnologia que vamos estudar desempenhará um papel parecido para cumprir o que é necessário para entregar o conteúdo, proporcionando o conhecimento que estamos buscando.

A aplicação que o usuário vai acessar é o site deste livro. Essa aplicação tem código aberto, assim como grande parte dos softwares utilizados nesse estudo. Essa aplicação foi criada utilizando o framework Ruby on Rails e possui pouco código, para facilitar o estudo. Ela está sendo executada em um servidor externo, e é disponibilizada via NGINX e Phusion Passenger para a internet.

Vamos assumir que o usuário está utilizando um sistema GNU/Linux, que tem código aberto e podemos ver tudo o que precisarmos. Por ser um sistema operacional livre e utilizar muitos softwares de código aberto, poderemos ver onde cada um deles interage com o sistema operacional para conseguir o que precisam.

Não se preocupe se você conhece pouca coisa dessa sopa de letrinhas em forma de nomes de tecnologias, vamos entrar em mais detalhes durante o estudo. Lembre-se de que o propósito é entender como a internet funciona independente da tecnologia usada, explorando os conceitos que guiam cada uma delas para prover o que temos hoje. Sempre que possível haverá exemplos de uso de tecnologias diferentes das que foram descritas, a fim de fazer comparações e ajudar no entendimento, ou até mesmo para satisfazer a curiosidade.

Profundidade

Como dito no início deste prefácio, há muitos estudos sobre cada uma das várias áreas que uma requisição web passa. Alguns deles são livros com mais que o dobro de páginas deste, abordando cada detalhe dos protocolos de uma rede, por exemplo. O foco deste livro não é detalhar ao máximo cada uma das etapas, mas mostrar tudo o que é necessário para entender mais a fundo como uma requisição web funciona.

Fica fora do escopo estudar como é a sequência de bits utilizados para criar o cabeçalho de um protocolo, como o teclado trata uma tecla sendo apertada, como o kernel recebe a interrupção de I/O do teclado, como a GPU calcula os frames de vídeo e coisas do gênero. Todos esses assuntos têm alguma ligação com uma requisição web e são utilizados para alguma coisa útil desse contexto, mas nesse estudo eles não têm um papel determinante para o entendimento do todo.

Este livro segue uma linha pragmática de estudo, sem chegar aos níveis mais básicos de hardware e sistema operacional, mas chegando o mais próximo possível para mostrar por onde os dados passam. A ideia é prover informação suficiente para que seja possível entender o todo. Com isso, prover uma forma de avaliar onde uma melhoria de performance poderia ser encaixada, ou onde um determinado problema pode estar.

Profundidade

Por ser um estudo geral que envolve muitas áreas de conhecimento, todos os capítulos deste livro possuem referências externas que dão apoio ao conteúdo estudado. As referências apresentadas não são de leitura obrigatória, sendo que sua explicação básica será feita junto com o conteúdo do livro, deixando-as apenas como uma extensão. Em alguns casos, elas são deixadas apenas para os mais curiosos e corajosos que podem estar interessados em saber sobre os mínimos detalhes da tecnologia.

É importante ressaltar que quase todas as referências citadas neste livro estarão em inglês, por ser o idioma com mais informações sobre os assuntos aqui estudados. Esse fato não deve atrapalhar a leitura, pois como já foi dito, as referências apenas estendem o livro, e não são totalmente necessárias para a sua compreensão.

Sumário

  • 1 E no começo, havia o navegador
    • 1.1 O navegador de estudo
    • 1.2 Entendendo o conteúdo da barra de endereços
    • 1.3 Escolhendo o protocolo
    • 1.4 O caminho até a rede
    • 1.5 O cache da URL
    • 1.6 O navegador e a resolução de nomes
    • 1.7 Resumo
    • 1.8 Referências
  • 2 O sistema operacional e a resolução de nomes
    • 2.1 Definindo o sistema operacional
    • 2.2 A glibc e as chamadas de sistema
    • 2.3 A função que resolve nomes
    • 2.4 O protocolo IP e suas versões
    • 2.5 Happy eyeballs
    • 2.6 Resumo
    • 2.7 Referências
  • 3 Resolução de nomes na rede
    • 3.1 O modelo Ozzy
    • 3.2 O protocolo DNS
    • 3.3 DNS e o UDP/IP
    • 3.4 Os sockets
    • 3.5 O que o DNS faz para obter o que precisa
    • 3.6 Resumo
    • 3.7 Referências
  • 4 Transferindo hypertexto
    • 4.1 O básico do HTTP
    • 4.2 O HTTP e o TCP
    • 4.3 O three-way handshake do TCP
    • 4.4 A requisição HTTP do navegador
    • 4.5 O HTTP/2
    • 4.6 Resumo
  • 4.7 Referências
  • 5 HTTPS e sua segurança
    • 5.1 O HTTPS
    • 5.2 O que é o TLS
    • 5.3 O handshake do TLS
    • 5.4 Testando uma conexão HTTPS manualmente
    • 5.5 O que fica seguro?
    • 5.6 Resumo
    • 5.7 Referências
  • 6 Para a internet e além!
    • 6.1 Ethernet ou Wi-Fi
    • 6.2 Saindo do sistema operacional
    • 6.3 O caminho para o roteador
    • 6.4 A segurança do Wi-Fi
    • 6.5 Saindo para a internet
    • 6.6 Resumo
    • 6.7 Referências
  • 7 Servidor web
    • 7.1 O servidor físico
    • 7.2 O software
    • 7.3 NGINX
    • 7.4 Phusion Passenger, o servidor de aplicação
    • 7.5 Resumo
    • 7.6 Referências
  • 8 O framework e a aplicação
    • 8.1 Conhecendo o Rack
    • 8.2 Do Passenger ao Rack
    • 8.3 O Ruby on Rails
    • 8.4 A aplicação
    • 8.5 O retorno para o navegador
    • 8.6 Resumo
    • 8.7 Referências
  • 9 De volta ao navegador
    • 9.1 O recebimento dos dados
    • 9.2 A rendering engine
    • 9.3 Parse de HTML
    • 9.4 Parse de CSS
    • 9.5 Carregando arquivos externos
    • 9.6 Construção da Render Tree
    • 9.7 Layout da Render Tree
    • 9.8 Painting
    • 9.9 Tudo pronto, em menos de um segundo!
    • 9.10 Resumo
    • 9.11 Referências
  • 10 Além dessa requisição web
    • 10.1 Outras tecnologias
    • 10.2 Discussão e aprendizado
    • 10.3 Considerações finais

Dados do produto

Número de páginas:
234
ISBN:
978-85-5519-210-4
Data publicação:
08/2016

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