Was ist ein Webserver?

Ein Webserver ist ein System, das als Rückgrat des Webhostings und der Datenübertragung über das Internet dient.

Im Grunde genommen besteht die Aufgabe eines Webservers darin, Webinhalte effizient zu verwalten und bereitzustellen, damit Websites jederzeit und überall für Benutzer zugänglich sind.

Er speichert die Webserver-Software, die alle Prozesse auf dem Server steuert und Webseiten an die Benutzer ausliefert.

Die Webserver-Software kontrolliert die Interaktion zwischen Webbrowsern und den Dateien der Website und ermöglicht es den Menschen, über das Internet auf Seiten zuzugreifen.

Es gibt verschiedene Arten von Webservern. Je nach deinen Bedürfnissen kannst du dich entscheiden, einen Shared Hosting-Webserver, einen Cloud-Hosting-Service oder einen leistungsstarken dedizierten Webserver für deine Website zu nutzen.

Wie funktionieren Webserver?

Wenn jemand eine Webseite ansehen möchte, wird seine Anfrage an einen Webserver weitergeleitet, der dann den notwendigen Inhalt (wie HTML-Dokumente, Bilder und Videos) zurück an den Browser sendet.

Wir werden den Prozess aufschlüsseln, wie ein Webserver mit Webbrowsern verbindet und gehostete Websites für Benutzer verfügbar macht:

• Bearbeitung von Anfragen und Antworten

Wenn ein Benutzer eine Webadresse (URL) in seinen Browser eingibt, sendet dieser eine Anfrage an den Webserver, der mit dieser Domain verbunden ist.

Die Anfrage erfolgt über das Hypertext Transfer Protocol (HTTP), das definiert, wie Nachrichten formatiert und übertragen werden. Wir werden später in diesem Artikel mehr über das Protokoll sprechen.

Der Webserver erhält die Anfrage, verarbeitet sie und identifiziert die spezifischen Ressourcen (wie statische HTML-Dokumente, Bilder oder Skripte), auf die der Benutzer zugreifen möchte.

• Verarbeitung der Anfrage

Die Server-Software überprüft den URL-Pfad in der Anfrage, um die entsprechende Datei auf ihrem System zu finden.

Wenn die angeforderte Datei existiert, ruft der Server sie ab und bereitet sie zur Auslieferung vor.

Wenn die Datei nicht existiert, gibt der Server normalerweise eine Fehlermeldung zurück (z. B. einen “404 Not Found“-Fehler).

• Versenden der Antwort:

Sobald der Webserver die entsprechende Ressource gefunden hat, sendet er sie als HTTP-Antwort. zurück an den Browser des Benutzers.

Die Antwort enthält den angeforderten Inhalt sowie HTTP-Header, die zusätzliche Informationen bereitstellen (wie den Inhaltstyp, den Statuscode und Details zur Zwischenspeicherung).

Der Browser des Benutzers interpretiert dann den empfangenen Inhalt und rendert ihn als Webseite.

• Generierung dynamischer Inhalte

Spezialisierte Webserver können auch dynamische Inhalte verarbeiten. Anstatt nur statische Dateien bereitzustellen, können sie mit serverseitigen Skripten (wie PHP, Python oder Node.js) interagieren, um Inhalte nach Bedarf zu generieren.

Wenn man sich beispielsweise in eine Website einloggt, kann der Webserver ein Skript verwenden, um die Anmeldeinformationen mit einer Datenbank abzugleichen und dann eine personalisierte Seite basierend auf den Ergebnissen zu generieren.

Wir werden später den Unterschied zwischen dynamischen und statischen Webservern und Inhalten erkunden.

DNS und Webserver

DNS (Domain Name System) spielt eine wichtige Rolle bei der Funktionsweise von Webservern. Es fungiert als das “Telefonbuch” des Internets.

Jedes mit dem Internet verbundene Gerät hat eine eindeutige IP-Adresse, die zur Identifizierung verwendet wird. Webserver haben ebenfalls ihre eigenen IP-Adressen. Allerdings sind IP-Adressen nicht benutzerfreundlich oder leicht zu merken.

Das DNS-System übersetzt menschlich lesbare Domainnamen (wie www.example.com) in die IP-Adressen, die Computer verwenden, um sich im Netzwerk zu identifizieren und zu lokalisieren.

Wenn ein Benutzer eine Webadresse in seinen Browser eingibt, sendet der Browser eine Anfrage an einen DNS-Server, um die IP-Adresse zu ermitteln, die mit diesem Domainnamen verbunden ist.

Sobald der DNS-Server die richtige IP-Adresse bereitstellt, weiß der Browser des Benutzers, welchen Webserver er kontaktieren soll.

Der Browser sendet dann eine HTTP-Anfrage an diese IP-Adresse, und der Webserver antwortet mit der angeforderten Webseite.

Ohne DNS müssten Benutzer die genaue IP-Adresse des Webservers eingeben, was das Surfen im Internet erheblich erschweren würde.

Im Grunde genommen vereinfacht DNS den Prozess, Benutzer mit Webservern zu verbinden. Es übersetzt benutzerfreundliche Domainnamen in die technischen IP-Adressen, die Maschinen verwenden. Es trägt auch zur Lastenverteilung bei und stellt sicher, dass Benutzer auf Webinhalte zugreifen können, selbst wenn es mehrere Server oder Änderungen an den Serverkonfigurationen gibt.

Übliche Webserver und Server-Software

Webserver können eine Vielzahl von Softwarepaketen ausführen. Jede Server-Software hat ihre spezifische Anwendung und Vorteile, und die Wahl der richtigen Serverkonfiguration hängt von ihrem spezifischen Zweck ab. Wir werden einige der führenden Webserver und deren Softwarekonfigurationen erkunden.

1. Betriebssysteme für Webserver

Wie bei normalen Computern benötigen Webserver ein Betriebssystem (OS), das als Grundlage für die Operationen des Webservers dient.

Die Wahl des OS kann die Leistung, Sicherheit und Kompatibilität beeinflussen. Einige der gängigsten Betriebssysteme für Webserver sind:

• Linux: Eine beliebte Wahl wegen seiner Stabilität, Sicherheit und Open-Source-Natur. Viele Webserver, wie Apache und NGINX, laufen auf Linux-Distributionen wie Ubuntu, CentOS und Debian.
• Windows Server: Bevorzugt für den Betrieb von Microsofts IIS. Es integriert sich gut mit anderen Microsoft-Produkten und wird oft von Organisationen gewählt, die auf Windows-basierte Anwendungen angewiesen sind.
• UNIX-basierte Systeme: Systeme wie FreeBSD werden ebenfalls für Unternehmens-Webserver aufgrund ihrer Robustheit und Sicherheitsmerkmale verwendet.

2. Apache HTTP Server

Apache ist eine der am weitesten verbreiteten Webserver-Software der Welt. Es ist ein Open-Source-Server, der auf mehreren Betriebssystemen, einschließlich Linux, Windows und macOS, läuft.

Apache ist bekannt für seine Flexibilität und modulare Architektur. Benutzer können verschiedene Funktionen über Module aktivieren oder deaktivieren, was es einfach macht, ihn an unterschiedliche Bedürfnisse anzupassen (z. B. die Verarbeitung von PHP-Skripten, Unterstützung von SSL usw.).

Er ist zuverlässig und wird seit Jahrzehnten als Serverumgebung für viele Websites verwendet. Dazu gehören persönliche Blogs, Unternehmenswebsites und großangelegte Webanwendungen.

3. Microsoft Internet Information Services (IIS)

IIS ist eine von Microsoft entwickelte Webserver-Software, die für den Betrieb auf Windows Server-Betriebssystemen konzipiert ist.

Es integriert sich nahtlos mit anderen Microsoft-Technologien, wie ASP.NET, MSSQL und Active Directory, was es zu einer attraktiven Wahl für Unternehmen macht, die im Microsoft-Ökosystem arbeiten.

IIS ist bekannt für seine benutzerfreundliche grafische Oberfläche und umfassende Unterstützung für verschiedene Programmiersprachen, einschließlich PHP, .NET und mehr.

Es bietet auch robuste Sicherheitsfunktionen, wie Anforderungsfilterung und SSL-Unterstützung, was es für Unternehmensanwendungen geeignet macht.

4. NGINX

NGINX ist ein weiterer beliebter Webserver, der für seine Geschwindigkeit, Effizienz und geringen Ressourcenverbrauch bekannt ist.

Ursprünglich entwickelt, um stark frequentierte Websites zu bedienen, kann NGINX statische Inhalte schneller als Apache bereitstellen und eine große Anzahl gleichzeitiger Verbindungen verarbeiten, was ihn ideal für Lastverteilung und Reverse-Proxy-Konfigurationen macht.

Wie Apache ist auch NGINX Open-Source und kann auf verschiedenen Betriebssystemen, einschließlich Linux und Windows, betrieben werden.

Er wird oft zusammen mit Apache verwendet, wobei Apache dynamische Inhalte (wie die Verarbeitung von PHP) übernimmt und NGINX als Front-End-Server für statische Inhalte und Lastverteilung dient.

5. Andere Webserver-Software

Während Apache, NGINX und IIS die gängigsten sind, gibt es viele andere Webserver, die ihre eigenen Nischen haben. Einige der bekannteren sind:

• LiteSpeed: Bekannt für seine Geschwindigkeit und Effizienz, kann LiteSpeed große Verkehrsspitzen bewältigen, ohne die Leistung zu beeinträchtigen, und ist beliebt bei Hosting-Plattformen.
• Caddy: Ein Open-Source-Webserver, der Einfachheit und Sicherheit betont. Caddy ist einfach zu konfigurieren und hat eine integrierte Unterstützung für HTTPS, was ihn zu einer guten Option für Entwickler macht, die eine schnelle Einrichtung ohne manuelle Konfiguration wünschen.
• Tomcat: Tomcat ist speziell dafür konzipiert, Java-basierte Anwendungen zu bedienen. Er fungiert sowohl als Webserver als auch als Servlet-Container, was ihn zu einer großartigen Wahl für Java-Entwickler macht.
• Node.js: Obwohl es sich nicht um einen traditionellen Webserver handelt, ermöglicht Node.js die Verwendung von JavaScript auf der Serverseite und kann Webinhalte bereitstellen. Es ist besonders nützlich für den Aufbau von Echtzeitanwendungen, die schnelle, ereignisgesteuerte Antworten erfordern.

Jede dieser Webserver-Softwarelösungen hat einzigartige Funktionen, und die Wahl zwischen ihnen hängt oft von den spezifischen Bedürfnissen der Website, den verwendeten Programmiersprachen und dem zugrunde liegenden Betriebssystem ab.

Webserver-Protokolle

1. Hypertext Transfer Protocol (HTTP)

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) ist das grundlegende Protokoll, das von Webservern verwendet wird, um Webinhalte an Benutzer zu liefern. Es definiert, wie Anfragen von Browsern (Clients) und Antworten von Webservern formatiert und übertragen werden.

Wenn ein Benutzer eine URL in seinen Browser eingibt oder auf einen Link klickt, sendet der Browser eine HTTP-Anfrage an den Webserver, um eine bestimmte Ressource (wie eine Webseite, ein Bild oder ein Skript) anzufordern.

Der Webserver verarbeitet diese Anfrage und sendet eine HTTP-Antwort zurück, die den angeforderten Inhalt und zusätzliche Informationen (Statuscodes, Header usw.) enthält, um dem Browser zu helfen, den Inhalt korrekt anzuzeigen.

HTTPS (HTTP Secure) ist eine verschlüsselte Version von HTTP, die SSL/TLS (Secure Sockets Layer / Transport Layer Security) verwendet, um die zwischen dem Browser des Benutzers und dem Server ausgetauschten Daten zu sichern. Dies ist entscheidend zum Schutz sensibler Informationen wie Anmeldeinformationen, Kreditkartendaten und persönliche Daten.

2. Andere relevante Protokolle

• HTTP/2:

Eine Verbesserung des ursprünglichen HTTP/1.1-Protokolls, HTTP/2 wurde entwickelt, um den Datentransfer schneller und effizienter zu gestalten. Es ermöglicht, mehrere Anfragen über eine einzige Verbindung zu senden, reduziert die Latenz und verbessert die Gesamtseitenladezeiten.

Es wird von modernen Webservern und Browsern weitgehend unterstützt und kann die Leistung von Websites verbessern, ohne signifikante Änderungen an der bestehenden Infrastruktur zu erfordern.

• HTTP/3:

Die neueste Version des HTTP-Protokolls, HTTP/3, basiert auf einem Protokoll namens QUIC (Quick UDP Internet Connections). Im Gegensatz zu HTTP/2, das TCP (Transmission Control Protocol) verwendet, nutzt HTTP/3 UDP (User Datagram Protocol), um schnellere, zuverlässigere Verbindungen bereitzustellen, insbesondere in Netzwerken mit hoher Latenz oder Paketverlust.

Viele Webserver beginnen, HTTP/3 zu übernehmen, aufgrund seiner Fähigkeit, eine nahtlose Verbindung aufrechtzuerhalten, selbst unter suboptimalen Netzwerkbedingungen.

• WebSocket:

WebSocket ist ein Protokoll, das Echtzeit-Kommunikation in beide Richtungen zwischen einem Browser und einem Server über eine einzige, langlebige Verbindung ermöglicht.

Im Gegensatz zu HTTP, das auf dem Anfrage-Antwort-Prinzip basiert, ermöglicht WebSocket Servern, Updates an den Browser zu senden, sobald sie auftreten. Dies macht es ideal für Anwendungen wie Chat-Apps, Live-Benachrichtigungen und Online-Spiele.

Viele moderne Webserver können WebSocket-Verbindungen verarbeiten, sodass sie Echtzeitfunktionen neben der traditionellen Bereitstellung von Webinhalten unterstützen können.

Statische vs. dynamische Webinhalte

1. Statische Inhalte

Statische Webinhalte beziehen sich auf Inhalte, die sich nicht ändern, es sei denn, sie werden manuell vom Entwickler oder Webmaster aktualisiert. Jedes Mal, wenn ein Benutzer eine statische Seite anfordert, ruft der Webserver dieselbe Datei ab und liefert sie genau so, wie sie auf dem Server gespeichert ist.

HTML-Dateien, Bilder, CSS-Stylesheets und JavaScript-Dateien sind gängige Beispiele für statische Inhalte. Sie sind vorab geschrieben und auf dem Server gespeichert, sodass der Webserver beim Besuch der Seite denselben Inhalt an jeden Besucher liefert.

Statische Inhalte sind einfach und schnell bereitzustellen, da keine Verarbeitung erforderlich ist; der Server ruft einfach die Datei ab und sendet sie an den Browser. Dies macht statische Websites einfacher zu hosten und weniger ressourcenintensiv im Vergleich zu dynamischen Seiten.

Während statische Inhalte unkompliziert sind, sind sie weniger flexibel. Alle Updates oder Änderungen erfordern eine manuelle Bearbeitung der Dateien und das erneute Hochladen auf den statischen Webserver. Daher eignen sich statische Websites am besten für Inhalte, die sich nicht häufig ändern, wie persönliche Blogs, Informationsseiten oder Unternehmensportfolios.

2. Dynamische Inhalte

Dynamische Webinhalte werden nach Bedarf von einem Webserver generiert, oft basierend auf Benutzerinteraktionen oder Eingaben. Jedes Mal, wenn ein Benutzer eine Anfrage stellt, verarbeitet der Server die Anfrage, interagiert mit Datenbanken oder Skripten und generiert Inhalte, die auf diesen spezifischen Benutzer oder die Situation zugeschnitten sind. Ein dynamischer Webserver besteht aus mehreren Schichten, die unterschiedliche Rollen bei der Verarbeitung und Bereitstellung gehosteter Dateien an den Benutzer spielen.

Beispiele für eine dynamische Website sind personalisierte Dashboards, Social-Media-Feeds, E-Commerce-Produktlisten und Suchergebnisse. Wenn du dich beispielsweise in ein Online-Konto einloggst, generiert der Webserver eine einzigartige Seite basierend auf deinen Profilinformationen, Vorlieben und Aktivitäten.

Dynamische Inhalte basieren auf serverseitigen Skriptsprachen wie PHP, Python, Ruby, Java oder Node.js. Diese Skripte können mit Datenbanken (z. B. MySQL, PostgreSQL) interagieren, um Informationen dynamisch abzurufen und anzuzeigen.

Obwohl dynamische Inhalte flexibler und interaktiver sind, benötigen sie mehr Ressourcen und Rechenleistung vom Server. Um die Leistung zu verbessern, verwenden dynamische Websites oft Caching-Mechanismen, um häufig angeforderte Daten zu speichern, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, denselben Inhalt wiederholt zu generieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass statische Inhalte unkompliziert, schnell und ressourcenschonend sind, ideal für Websites mit festen Informationen. Dynamische Inhalte bieten Flexibilität, Interaktivität und personalisierte Erlebnisse, erfordern jedoch mehr Serverressourcen und sind komplexer zu verwalten.

Viele moderne Websites nutzen eine Kombination aus beidem, indem sie statische Inhalte für die Leistung und dynamische Inhalte für die Benutzerbindung verwenden.

Web- und Anwendungsserver

Web- und Anwendungsserver sind zwei Arten von Servern, die eine Schlüsselrolle bei der Bereitstellung von Inhalten und Funktionen über das Internet spielen.

1. Webserver

Webserver sind hauptsächlich dafür konzipiert, HTTP-Anfragen zu bearbeiten und statische Inhalte wie HTML-Dateien, CSS-Stylesheets, JavaScript-Dateien und Bilder bereitzustellen.

Sie hören auf Anfragen von Clients (Browsern) und antworten, indem sie den angeforderten Inhalt direkt aus dem Dateisystem des Servers liefern.

Webserver können auch einige dynamische Inhalte verarbeiten, indem sie mit serverseitigen Skripten (wie PHP oder Python) interagieren. In der Regel übergeben sie jedoch komplexe logische Aufgaben an Anwendungsserver oder andere Backend-Dienste.

2. Anwendungsserver

Anwendungsserver sind komplexer und dafür konzipiert, spezifische Geschäftslogik und die Generierung dynamischer Inhalte zu verarbeiten. Sie führen Anwendungen aus, verarbeiten Skripte und verwalten Aufgaben, die komplexe Operationen beinhalten. Dazu gehört die Interaktion mit Datenbanken und die Integration mit anderen Diensten.

Ein Anwendungsserver kann verschiedene Programmiersprachen und Frameworks ausführen. Dies ermöglicht es ihm, die Backend-Funktionalität von Webanwendungen zu unterstützen.

Im Gegensatz zu Webservern liefern Anwendungsserver keine statischen Dateien direkt. Stattdessen generieren sie dynamische Inhalte basierend auf Benutzereingaben, verarbeiten Daten und geben das Ergebnis an einen Webserver weiter, der es an den Browser des Benutzers liefert.

3. Wie Web- und Anwendungsserver zusammenarbeiten

In vielen modernen Webarchitekturen arbeiten Webserver und Anwendungsserver zusammen, um verschiedene Aspekte einer Website oder Webanwendung zu bearbeiten.

Typischerweise fungiert der Webserver als Front-End, das HTTP-Anfragen bearbeitet, statische Inhalte bereitstellt und Anfragen, die weitere Verarbeitung benötigen, an den Anwendungsserver weiterleitet.

Der Anwendungsserver kümmert sich um die dynamischen Anfragen, interagiert mit Datenbanken oder anderen Systemen und gibt die verarbeiteten Daten an den Webserver zurück. Der Webserver liefert dann den finalen Inhalt an den Browser des Nutzers.

Diese Trennung verbessert die Leistung, Sicherheit und Skalierbarkeit. Zum Beispiel kann der Webserver Hunderte von Anfragen für statische Inhalte bearbeiten, ohne den Anwendungsserver zu belasten, während der Anwendungsserver sich auf die Verarbeitung komplexer Aufgaben konzentrieren kann.

Dieser schichtweise Ansatz erleichtert den Aufbau skalierbarer und effizienter Webserver-Systeme – Aufgaben können zwischen spezialisierten Servern verteilt werden, die jeweils das Beste aus ihrem Bereich leisten.

Warum sind Webserver wichtig?

Das Wichtigste, was man sich merken sollte, ist – Webserver sind leistungsstarke Systeme, die für die Bereitstellung von Inhalten und Dienstleistungen über das Internet unerlässlich sind.

Sie bearbeiten Browseranfragen und stellen die notwendigen Dateien oder Daten dem anfragenden Nutzer zur Verfügung – egal, ob es sich um statische Inhalte oder dynamische, nutzerspezifische Informationen handelt.

Das Verständnis des Unterschieds zwischen statischen und dynamischen Inhalten und Servern verdeutlicht, wie Webserver sowohl einfache als auch komplexe Aufgaben verwalten. Es zeigt auch, wie Anwendungsserver ein wichtiger Teil der Serverinfrastruktur sind und wie Webserver und Anwendungsserver oft zusammenarbeiten.

Webserver bearbeiten eingehende Anfragen und stellen statische Inhalte bereit, während Anwendungsserver dynamische Inhalte und Geschäftslogik verarbeiten. Dies schafft eine effizientere und skalierbare Webinfrastruktur.

Mit dem Fortschritt der Technologie werden Webserver ein wesentlicher Bestandteil des Internets bleiben. Sie treiben alles an, von einfachen Webseiten bis hin zu komplexen Webanwendungen und sind grundlegend für das Funktionieren des World Wide Web.