Che cos'è l'interfaccia gateway comune?

Common Gateway Interface (CGI) è un protocollo standard che consente la connessione Web servers per eseguire programmi esterni o script, spesso scritto in lingue come Perl, Python, o C, per generare contenuti web dinamici.

Che cos'è Common Gateway Interface (CGI)?

L'interfaccia gateway comune (CGI) è un protocollo che definisce come sito web servers interagire con applicazioni esterne, consentendo la generazione di contenuti dinamici in risposta alle richieste dei clienti. Quando un sito Web server riceve una richiesta che richiede un'elaborazione dinamica, può richiamare uno script CGI o un eseguibile. Questo script elabora l'input dal client, in genere tramite variabili di ambiente o input standard, e produce un output che il server quindi trasmette nuovamente al client come parte del HTTP risposta.

CGI (Common Gateway Interface) è stato ampiamente utilizzato nei primi giorni del web per consentire la generazione di contenuti dinamici consentendo al web servers per eseguire script esterni. Ha svolto un ruolo cruciale nello sviluppo di siti Web interattivi, ma ha dovuto affrontare delle limitazioni, in particolare nelle prestazioni, poiché ogni richiesta generava un nuovo processo, portando a inefficienze in caso di traffico intenso.

Con l'aumento del traffico web e la crescita della domanda di soluzioni più scalabili ed efficienti, sono state sviluppate alternative come FastCGI e server-side scripting language (ad esempio, PHP, Python tramite WSGI) hanno iniziato a sostituire CGI alla fine degli anni '1990 e all'inizio degli anni 2000. Queste alternative offrivano migliori prestazioni e sicurezza riducendo il sovraccarico associato alla creazione di processi e fornendo più integrati e flexbili. Di conseguenza, l'utilizzo di CGI è diminuito, sebbene rimanga in uso in alcuni sistemi legacy.

Come funziona la Common Gateway Interface?

L'interfaccia gateway comune funziona come intermediario tra un web server ed esterni applicazioni o script, consentendo la generazione di contenuti dinamici in risposta alle richieste dei clienti. Ecco come si svolge in genere il processo:

Richiesta del cliente. Quando un utente richiede una pagina web che richiede contenuti dinamici, come l'invio di un modulo o l'accesso a una risorsa che non è solo statica HTML, il web server identifica che la richiesta deve essere gestita da uno script CGI.
Web server richiama lo script CGI. La rete server individua lo script CGI appropriato, che potrebbe essere scritto in qualsiasi linguaggio di programmazione supportato dal server. server imposta l'ambiente in cui verrà eseguito lo script, passando informazioni importanti tramite variabili di ambiente. Ciò include dati come il metodo di richiesta (GET, POST), stringhe di query, input di form e altre intestazioni HTTP.
Gestione degli inputSe il metodo di richiesta è GET, i dati di input vengono passati allo script tramite la stringa di query (parte del URL). Se il metodo di richiesta è POST, i dati di input vengono passati allo script tramite input standard (stdin), in genere sotto forma di coppie chiave-valore.
Esecuzione dello script. La rete server esegue lo script CGI come processo separato. Lo script elabora i dati di input, eseguendo attività come l'interrogazione di un banca dati, elaborando gli input dell'utente o generando una risposta personalizzata.
Generazione di output. Lo script CGI genera output, in genere in formato HTML, ma può includere anche altri tipi di contenuto, come immagini, testo normale o JSON. Lo script deve anche generare un set di intestazioni HTTP (ad esempio, Content-Type) prima di generare l'output del contenuto effettivo.
Server risposta. L'output dello script CGI, comprese le intestazioni e il contenuto, viene ritrasmesso al web server. server quindi impacchetta questo output come parte della risposta HTTP e lo invia al browser del client.
Il cliente riceve la rispostaIl browser del client riceve la risposta dal server e rende il contenuto. Se l'output era HTML, il browser visualizza la pagina web. Se era un altro tipo di dati, il browser lo gestisce di conseguenza.

Usi dell'interfaccia gateway comune

L'interfaccia gateway comune è stata utilizzata in varie applicazioni in cui era richiesta la generazione di contenuti dinamici. Ecco alcuni dei suoi usi comuni:

Elaborazione dei moduli. Gli script CGI venivano spesso utilizzati per gestire l'invio di moduli sui siti Web. Quando un utente inviava un modulo, i dati venivano inviati al server, dove uno script CGI elaborava l'input. Lo script convalidava i dati, li memorizzava in un database o eseguiva calcoli basati sull'input prima di restituire una risposta all'utente.
Generazione di contenuti dinamici. CGI ha consentito la creazione di pagine web dinamiche che cambiano in base all'interazione dell'utente o ad altri input. Ad esempio, uno script CGI ha generato una pagina web personalizzata in base alle preferenze o agli input dell'utente, come un saluto personalizzato, risultati di ricerca o un report generato dinamicamente.
Interazione con il database. Gli script CGI interagivano con i database per recuperare, aggiornare o eliminare informazioni. Questo era comunemente usato in applicazioni come sistemi di gestione dei contenuti (CMS), piattaforme di e-commerce o qualsiasi applicazione web che necessiti di gestire e visualizzare dati memorizzati in un database.
Gestione dei file. CGI è stato utilizzato per gestire i caricamenti e i download dei file su un sito Web serverAd esempio, uno script CGI consentiva agli utenti di caricare file su un server, elaborano quei file (ad esempio, ridimensionando le immagini) e li memorizzano in una posizione specifica. Allo stesso modo, gli script CGI gestivano il download sicuro dei file.
Gestione della posta elettronica. Gli script CGI venivano utilizzati per inviare e-mail in base alle azioni dell'utente. Ad esempio, quando un utente inviava un modulo, uno script CGI inviava un'e-mail di conferma all'utente o notificava l'invio a un amministratore.
Registrazione e analisi. Gli script CGI sono stati impiegati per registrare l'attività degli utenti e raccogliere dati analitici. Ad esempio, uno script CGI registrerebbe i dettagli di ogni visitatore di un sito Web, come l'ora di accesso, le pagine visitate e l'utente Gli indirizzi IP, che sono stati poi analizzati per comprendere il comportamento degli utenti e migliorare il sito.
Esecuzione di programmi esterni. CGI è stato utilizzato per eseguire programmi o script esterni su serverCiò ha consentito alle applicazioni Web di eseguire attività complesse che richiedevano l'esecuzione di file binari compilati o script shell, come l'elaborazione dei dati, la generazione di report o l'invocazione di altri strumenti da riga di comando.
Porta d'accesso ad altri servizi. La CGI ha agito come un gateway tra il web server e altri servizi o API. Ad esempio, uno script CGI interfacciato con un servizio backend, come un meteo API, per recuperare dati e presentarli all'utente in modo formattato. Ciò ha reso CGI utile per integrare servizi di terze parti in un'applicazione web.
Gestione dei contenuti. Gli script CGI venivano utilizzati per creare, modificare ed eliminare contenuti web in base all'input dell'utente o ai controlli amministrativi. Ciò era particolarmente utile nei sistemi di gestione dei contenuti in cui gli utenti non tecnici devono aggiornare i contenuti del sito web senza modificare direttamente i file HTML.
Integrazione del sistema legacy. In scenari in cui sono ancora in uso sistemi più vecchi, gli script CGI fungono da ponte tra le applicazioni web moderne e i sistemi legacy. CGI può essere utilizzato per avvolgere applicazioni o script più vecchi, consentendone l'accesso e il controllo tramite un'interfaccia web.

Vantaggi e sfide dell'interfaccia Common Gateway

L'interfaccia gateway comune (CGI) è stato uno dei primi metodi utilizzati per creare contenuti dinamici sul Web, consentendo al Web servers per eseguire programmi esterni e generare pagine web in risposta alle richieste degli utenti. Nonostante la sua importanza storica e il suo continuo utilizzo in alcuni sistemi legacy, CGI ha notevoli vantaggi e svantaggi che hanno influenzato la sua graduale sostituzione con tecnologie più moderne. Comprendere i vantaggi e gli svantaggi di CGI fornisce informazioni sul suo ruolo nell'evoluzione dello sviluppo web e sul perché ora è ampiamente considerato un approccio obsoleto.

Vantaggi CGI

L'interfaccia gateway comune ha svolto un ruolo fondamentale nello sviluppo iniziale del web, offrendo diversi vantaggi che l'hanno resa una scelta popolare per la creazione di applicazioni web dinamiche e interattive. Ecco alcuni dei principali vantaggi dell'utilizzo di CGI:

Semplicità e universalità. CGI è un protocollo semplice e ampiamente supportato, che lo rende facile da comprendere e implementare. Quasi tutti i siti Web servers supporta CGI, garantendo un'ampia compatibilità senza richiedere configurazioni o dipendenze complesse.
Indipendenza linguistica. Gli script CGI possono essere scritti in vari linguaggi di programmazione, come Perl, Python, C o script shell. Questo flexLa flessibilità consente agli sviluppatori di scegliere il linguaggio più adatto allo scopo o di sfruttare il codice esistente.
Modularità. La CGI consente la separazione dei contenuti web e server-side logic. Questo approccio modulare può semplificare la manutenzione e l'aggiornamento della logica senza influire sul contenuto statico del sito web.
Sicurezza attraverso l'isolamento. Poiché ogni richiesta CGI in genere genera un nuovo processo, questi processi sono isolati l'uno dall'altro e dal Web serverCiò può limitare l'impatto di potenziali vulnerabilità di sicurezza, poiché uno script sfruttato non influisce direttamente su altre parti del server.
Integrazione del sistema legacy. La CGI viene spesso utilizzata per interfacciarsi con sistemi legacy che richiedono un meccanismo semplice per l'interazione con un sito Web serverPuò fungere da ponte, consentendo ai sistemi vecchi e nuovi di comunicare in modo efficace.

Sfide CGI

Sebbene la CGI sia stata una tecnologia pionieristica nello sviluppo di contenuti web dinamici, presenta diverse sfide che hanno portato al suo declino nello sviluppo web moderno. Comprendere queste sfide è essenziale per valutare l'idoneità negli ambienti web odierni. Tra queste:

Sovraccarico delle prestazioni. Ogni richiesta a uno script CGI genera un nuovo processo, che richiede molte risorse e può causare significativi colli di bottiglia nelle prestazioni, specialmente in caso di traffico intenso. Questo overhead di creazione di processi rende CGI inefficiente per siti Web ad alto traffico o applicazioni che richiedono tempi di risposta rapidi.
Problemi di scalabilità. A causa del sovraccarico associato alla creazione del processo, CGI non scala bene con l'aumento del traffico. Man mano che il numero di utenti simultanei aumenta, il server potrebbe avere difficoltà a gestire il carico, con conseguenti prestazioni più lente o addirittura server si blocca.
Problemi di sicurezza. Gli script CGI pongono rischi per la sicurezza se non sono scritti e configurati correttamente. Poiché CGI consente l'interazione diretta con il server's sistema operativo, gli script mal progettati possono essere sfruttati dagli aggressori per eseguire codice arbitrario, accedere a dati sensibili o lanciare attacchi denial-of-service.
Mancanza di perseveranza. Ogni esecuzione di script è senza stato, il che significa che tutti i dati o le variabili utilizzati dallo script vengono persi una volta terminato il processo. Questa mancanza di persistenza richiede meccanismi aggiuntivi, come gestione delle sessioni o archiviazione di database, per mantenere lo stato attraverso più interazioni utente, aggiungendo complessità allo sviluppo.
Gestione degli errori e debug limitati. Gli script CGI possono essere difficili da debuggare e gestire a causa della loro natura stateless. Quando uno script fallisce, può essere difficile risalire all'origine dell'errore, specialmente in ambienti di produzione dove la registrazione e il debug potrebbero essere limitati.
Mancanza di caratteristiche moderne. La CGI è considerata obsoleta rispetto alle moderne tecnologie web, che offrono più funzionalità, migliori prestazioni e maggiore flexbilità. Quadri moderni e server Le architetture forniscono strumenti integrati per la gestione delle sessioni, la creazione di modelli e l'interazione con il database, che non sono supportati nativamente da CGI.

Alternative all'interfaccia gateway comune

La CGI rimane utile in alcuni scenari legacy o specifici a basso traffico, ma per la maggior parte dello sviluppo web contemporaneo, sono generalmente preferite altre tecnologie. Con l'evoluzione dello sviluppo web, sono emerse diverse alternative alla CGI, che affrontano le sue limitazioni di prestazioni, scalabilità e sicurezza. Ecco alcune delle alternative più comuni:

CGI veloce. FastCGI è una versione migliorata di CGI progettata per risolvere i problemi di prestazioni associati al CGI tradizionale. A differenza di CGI, che genera un nuovo processo per ogni richiesta, FastCGI mantiene in esecuzione il processo dell'applicazione, consentendogli di gestire più richieste nel corso della sua durata. Ciò riduce il sovraccarico di creazione e distruzione del processo, portando a migliori prestazioni e scalabilità. FastCGI supporta anche l'architettura distribuita, consentendogli di comunicare con applicazioni in esecuzione su diversi servers, migliorando ulteriormente la scalabilità.
mod_perl. mod_perl è un Apache HTTP server modulo che incorpora un interprete Perl direttamente nel web server. Ciò consente agli script Perl di essere eseguiti più velocemente eliminando la necessità di avviare un nuovo processo di interpretazione per ogni richiesta. mod_perl fornisce un potente e flexambiente versatile per lo sviluppo web, che consente una profonda integrazione con Apache server. Consente connessioni persistenti al database, gestione avanzata delle richieste e accesso completo all'API Apache, rendendolo un'alternativa solida a CGI per le applicazioni basate su Perl.
Il modulo mod_php è disponibile solo in lingua inglese. Simile a mod_perl, mod_php è un modulo Apache che incorpora l'interprete PHP direttamente nel web server. PHP è un linguaggio di scripting ampiamente utilizzato, progettato specificamente per lo sviluppo web. Eseguendo PHP come modulo all'interno di server, mod_php elimina il sovraccarico associato al CGI tradizionale, in cui è richiesto un processo separato per ogni richiesta. Ciò si traduce in tempi di risposta più rapidi e prestazioni migliori, specialmente in condizioni di traffico elevato. La facilità d'uso di PHP e il supporto esteso delle librerie lo hanno reso una delle alternative più popolari al CGI.
Servlet Java. Servlet Java sono server-side Java che gestiscono le richieste dei client e generano contenuti dinamici. I servlet vengono eseguiti all'interno di un contenitore servlet (come Apache Tomcat) e sono progettati per essere un'alternativa più efficiente a CGI. A differenza degli script CGI, i servlet vengono caricati una volta e possono gestire più richieste nel corso della loro durata, riducendo significativamente il sovraccarico delle prestazioni. I servlet offrono anche API estese per la gestione delle sessioni, la connettività del database e altre attività correlate al Web, rendendoli uno strumento potente per la creazione di applicazioni Web scalabili di livello aziendale.
ASP.NET. ASP.NET è un framework per applicazioni web sviluppato da Microsoft che consente agli sviluppatori di creare siti web dinamici, applicazioni web e servizi web. ASP.NET viene eseguito all'interno di IIS (Internet Information Services) servere, come servlet e FastCGI, evita le penalità di performance del CGI tradizionale utilizzando un modello di codice compilato e mantenendo lo stato dell'applicazione tra le richieste. ASP.NET fornisce un ricco set di funzionalità per lo sviluppo web, tra cui web form, architettura MVC (Model-View-Controller) e integrazione senza soluzione di continuità con altre tecnologie Microsoft.
Nodo.js. Node.js è un runtime JavaScript basato sul motore JavaScript V8 di Chrome, progettato per la creazione di applicazioni di rete scalabili. Node.js utilizza un modello I/O non bloccante basato sugli eventi che lo rende leggero ed efficiente, in particolare per le applicazioni che richiedono l'elaborazione dei dati in tempo reale. A differenza di CGI, che gestisce ogni richiesta in un processo separato, Node.js gestisce più richieste utilizzando un singolo thread, il che può ridurre notevolmente il sovraccarico e migliorare le prestazioni. Node.js è diventato un'alternativa popolare a CGI per la creazione di applicazioni Web veloci e scalabili.
Ruby on Rails. Ruby on Rails (spesso chiamato semplicemente Rails) è un serverframework per applicazioni web lato scritto in Ruby. Rails utilizza un'architettura model-view-controller (MVC) ed è noto per la sua enfasi sulla convenzione rispetto alla configurazione, rendendo facile iniziare con lo sviluppo web. Le applicazioni Rails in genere vengono eseguite su applicazioni servers come Puma o Unicorn, che sono progettati per gestire più richieste contemporaneamente senza l'overhead associato a CGI. Rails fornisce anche una vasta gamma di strumenti e librerie integrati, rendendolo una scelta popolare per lo sviluppo web rapido.
Python WSGI (web server interfaccia gateway). WSGI è una specifica che definisce come il web servers comunicare con le applicazioni web Python. WSGI funge da interfaccia standard tra web servers e framework o applicazioni Python, consentendo loro di lavorare insieme senza problemi. Framework Python come Django e Flask sono basati su WSGI, consentendo loro di funzionare in modo efficiente senza il sovraccarico di CGI. WSGI consente lo sviluppo di applicazioni Web scalabili e gestibili fornendo una netta separazione tra il Web server e la logica applicativa.