嵌入式web服务器预研报告1

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嵌入式web服务器预研报告
现在在嵌入式设备中所使用的web服务器主要有：boa、thttpd、mini_httpd、shttpd、lighttpd、goaheand、appweb和apache等。

服务器	是否开源	系统平台	网上流行程度 A>B>C>D	内存占用	Flash占用大小	功能	安全性	支持哪种web语言
Boa	开源	all POSIX (Linux/BSD/UNIX-like OSes)	A	1700kB 虚拟内存	60kB左右	较强大	可以	CGI
Thttpd	开源	FreeBSD, SunOS, Solaris, BSD, Linux, OSF	A	1800kB 虚拟内存	60kB左右	较强大	可以	CGI
Mini_httpd	开源	同上	B	比boa、thttpd小	要小于thttpd	弱	可以	CGI
Shttpd	开源	Windows, QNX, RTEMS, UNIX (*BSD, Solaris, Linux)	C	不清楚	40k	较强大	可以	CGI
Lighttpd	开源	Unix、linux、Solaris、FreeBSD	C	不清楚	不清楚	强大	较强	CGI fastCGI、PHP
Goahead	开源	WinCE, WindRiver VxWorks, Linux, Lynx, QNX, Windows 95/98/NT	C	60K	60K	强大	可以	CGI、javastript、ASP
AppWeb	1.开源 2.商用	Linux, Windows, Mac OSX , Solaris	C	110KB	不清楚	强大，被称为mini_apache	较强	CGI、ESP、 Javastript、 PHP
Apache	开源	很多种系统	D	11,000kB 虚拟内存	277kB（apache1.3.26）	超强吧？	较强	CGI、javastript、ASP、 PHP

Boa

1.介绍
Boa诞生于1991年，作者Paul Philips。是开源的，应用很广泛，特别适合于嵌入式设备，网上流行程度很广。它的官方网站说boa是最受人喜爱的嵌入式web服务器。功能较为强大，支持认证，cgi等。Boa 是一个单任务的HTTP SERVER，它不像传统的web服务器那样为每个访问连接开启一个进程，也不会为多个连接开启多个自身的拷贝。Boa对所有的活动的http连接在内部进行处理，而且只为每个CGI连接（独立的进程）开启新的进程。因此，boa在同等硬件条件下显示出更快的速度。测试表明boa在Pentium 300MHZ下能够每秒钟处理几千次点击，在20 MHz 386/SX下能够每秒钟处理几十次点击访问。
Boa和thttpd等，与apache等高性能的web服务器主要区别是，它们一般是单进程的服务器，只有在完成一个用户请求后才能响应另一个用户的请求，无法并发响应，但这在嵌入式设备的应用场合里已经足够了。
Boa设计主要出于速度和安全，是指不被恶意用户暗中破坏，而不是指它有很好的访问控制和通信加密。可以添加SSL来保证数据传输中的保密和安全。
2.操作系统
All POSIX (Linux/BSD/UNIX-like OSes)
3.版本
从0.90到现在的最新发布版本0.94。最新发布版本0.94：boa-0.94.13.tar大小为120k，解压后为436k，编译之后的可执行代码在60k左右。最近开发版本：boa-0.94.14rc21
4.可执行程序的大小、内存需求情况
Boa有最少的资源需求。非常少的内存需求，能耗很小。 特别适合于嵌入式市场。含有gcc 2.95.3和 GNU libc 2.2.5的boa的二进制文件大小为61K（ 495K statically linked ）。使用库uClibc，boa变得更小（92K statically linked）。
有人曾做过测试：所用环境AMD Duron 700，384MB RAM, RealTek 8139，SiS900 chipset-based NICs ，LinkSys 10/100 hub，Linux 2.4，结果是：Boa的虚拟内存（VmSize）大小是1696kB，85％是库文件。虚拟内存数据（VmData size）大小是108kB。Boa每次连个并发连接消耗掉20kB的内存。
参考比较表：

Server	Stripped Binary Size	VmSize	External Libraries
Boa 0.94.13	61kB	1700kB	0
Apache 1.3.26	277kB	11,000kB	9
thttpd 2.20c	64kB	1800kB	0

5.功能、特点
l 支持HTTP/1.0(实验性的、有条件的支持HTTP/1.1)
l 支持CGI/1.1，编程语言除了C语言外，还支持Python, Perl, PHP，但对PHP没有直接支持，没有mod_perl, mod_snake/mod_python等。
l Boa支持HTTP认证，但不支持多用户认证。
l 它可以配置成SSL/HTTPS和 IPv6。
l 支持虚拟主机功能。
Boa服务器与其它服务器的不同：
为了追求速度和简单性，boa服务器在一些方面不同于一些流行的web服务器。
CGI程序的REMOTE_HOST环境变量没有设置
The REMOTE_HOST environment variable is not set for CGI programs, for reasons already described. This is easily worked around because the IP address is provided in the REMOTE_ADDR variable, so (if the CGI program actually cares) gethostbyaddr or a variant can be used.
Boa不具有ssi（server side includes）。
We don't like them, and they are too slow to parse. We will consider more efficient alternatives.
Boa不具有访问控制。
Boa will follow symbolic links, and serve any file that it can read. The expectation is that you will configure Boa to run as user "nobody", and only files configured world readable will come out.
没有chroot选项。
There is no option to run chrooted. If anybody wants this, and is willing to try out experimental code, contact the maintainers.
官方网站：www.boa.org

Thttpd

1.介绍
Thttpd是ACME公司设计的一款比较精巧的开源Web服务器。它的初衷是提供一款简单、小巧、易移植、快速和安全的HTTP服务器，而事实上，Thttpd也正是这样一款服务器。它在Unix系统上运行的二进制代码程序，仅仅400k左右，在同类Web服务器中应该是相当精巧的。在可移植性方面，它能够在几乎所有的Unix系统上和已知的操作系统上编译和运行。Thttpd在默认的状况下，仅运行于普通用户模式下，从而能够有效地杜绝非授权的系统资源和数据的访问，同时通过扩展它也可以支持HTTPS、SSL和TLS安全协议。Thttpd尤为称道的是已经全面支持IPv6协议， 并且具有独特的Throttling功能，可以根据需要限制某些URL和URL组的服务输出量。此外，Thttpd全面支持HTTP 1.1协议（RFC 2616）、CGI 1.1、HTTP 基本验证（RFC2617）、虚拟主机及支持大部分的SSI（Server Side Include）功能，并能够采用PHP脚本语言进行服务器端CGI的编程。
thttpd是一个非常小巧的轻量级web server，它非常简单，对于并发请求不使用fork()来派生子进程处理，而是采用多路复用(Multiplex)技术来实现。因此效能很好。对于小型web server而言，速度快似乎是一个代名词，通过官方站提供的Benchmark，可以这样认为：thttpd至少和主流的web server一样快，在高负载下更快，因为其资源占用小的缘故。Thttpd还有一个较为引人注目的特点：基于URL的文件流量限制，这对于下载的流量控制而言是非常方便的。象Apache就必须使用插件实现，效率较thttpd低。Thttp是开源的。是用C语言编写的。使用的很多。
2.操作系统
Thttpd支持多种平台，如FreeBSD, SunOS, Solaris, BSD, Linux, OSF等。
3.版本
最新版本：thttpd-2.25b.tar 130kB，解压后497kB
4. 可执行程序的大小、内存需求情况
编译后的可执行的二进制文件为60kB左右，与boa差不多。版本已从1.90a发展到2.25b，
使用内存很少，没查到具体的数据。
5.特点、功能
thttpd中是一个简单,小型,轻便,快速和安全的http服务器.
特点：
简单：它能够支持HTTP/1.1协议标准，或者超过了最低水平
小巧：它具有非常少的运行时间，因为它不fork子进程来接受新请求，并且非常谨慎
的分配内存
便携：它能够在大部分的类Unix系统上运行，包括FreeBSD, SunOS 4, Solaris 2, BSD/OS, Linux, OSF等等
快速：它的速度要超过主流的Web服务器（Apache, NCSA, Netscape），在高负载情况下，它要快的多。
安全：它努力的保护主机不受到攻击，不中断服务器
thttpd，适合静态资源类的服务，比如图片、资源文件、静态HTML等等的应用，性能应该比较好，同时也适合简单的CGI应用的场合。
功能：
l 支持CGI1.1。
l 支持基本的认证功能。
l 支持Chroot功能
l 支持Throttling。
l 支持IPv6。
l 支持多虚拟主机功能。
l 支持自定义错误页。
l 支持标准日志记录。
l Thttpd处理了大量的信号，这些信号是通过标准的Unix kill(1) command发出的。
l 通过扩展它也可以支持HTTPS、SSL和TLS安全协议。
使用建议: 对于那些并发访问量中等，而又需要较强响应能力、并期望能够控制用户访问流量，而且有较高安全性需求的用户而言，thttpd Web服务器显然是一个比较好的选择。 thttpd目前的最新版本是2.2.5版。

下图为www.acme.com/software/thttpd网站对几种web server比较图。
各种服务器的比较：

Software – 哪种web服务器

Name
Version
Released – 什么时候发布的
Active devel - 是否当前还在开发中。

Features –一些关键服务器的特点

Model - what kind of server it is. The models are:

fork - start a new process for each request.
pre-fork - pre-start a pool of processes which each handle multiple requests.
threads - use threads instead of processes.
Java threads - this version of the Java runtime uses "Green threads" instead of native threads, so it acts more like the select-based servers.
select - use non-blocking I/O and the select() system call to handle multiple requests in a single process, single thread.

从上面可以看到thttpd、boa都是使用select方式，apache使用的是pre-fork方式，由于apache是多进程方式，thttpd、boa是单进程方式，所使用的内存要远小于apache，且速度快于apache。

Auto-conf （自动配置）- whether there's a script to automatically configure the build process for your OS.
Basic auth （基本认证）- whether the server supports Basic Authentication, for password-protected web pages.
Chroot - whether the server lets you use the chroot() system call to enhance security.
Throttling - the ability to set bandwidth limits on certain pages, so they don't use more than their fair share of the server's resources.

Size –各种服务器的大小

Tar bytes - the uncompressed source tarchive size.
Source files - how many source and header files.
Source lines - how many lines in the source and header files.
Exe - the executable size. For the compiled program this is size of the main executable file, stripped. For the Java servers it's the total size of the .class files or .zip files. For Roxen it's the size of the Pike interpreter.

基础测试系统。The benchmark test system is a 297MHz Ultra Sparc with 256MB RAM / 512MB swap running Solaris 2.6, otherwise totally quiescent. RLIMIT_NOFILE is 256 soft / 1024 hard, and v.v_maxup is 3941.
RPS – 每秒响应请求次数。maximum requests per second. This is determined by running the test load at various parallel-request rates and finding the maximum response rate. See the graph below for the full data.

Small files - the small-file test load consists of 1000 files, each 1KB long, requested randomly.
CGI - the CGI test load consists of a trivial "hello world" C program. .

Max users – 最大处理的用户数。This is determined by running the test load at various parallel-request rates and seeing when it starts screwing up. Typical screwups are running out of memory or processes, so that requests start timing out or getting refused.

Large files - the large-file test load consists of 100 files, each 1MB long, requested randomly. Also, each connection is throttled to simulate a 33.6Kbps modem. Note that 1000 33.6Kbps connections is 3/4 of a T3.

上面的比较中，thttpd和boa都没有使用最新版本，boa的最新版本已经支持基本认证、自动配置等功能。Thttpd和boa的基本功能差不多，可以互相替换。现在选用web服务器时，同时有boa和thttpd的情况下，选择使用boa的情况居多。我在一篇论文中提到一点，说：thttpd在运行过程中所需要的资源要远大于boa，但没有验证过。
官方地址：http://www.acme.com/software/thttpd/
下载地址：http://www.acme.com/software/thttpd/thttpd-2.25b.tar.gz

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