فهم آلية عمل خوارزميّة الاختيّار في كتلة Location لإعدادات خادوم Nginx


محمد أحمد العيل

تناول الجزء الأوّل من هذا الدّليل الخوارزميّة الّتي يتبعها خادوم ويب Nginx لاختيّار كتلة Server للإجابة على طلب العميل. سنتحدَّث في هذا المقال عن كتل Location وكيف يقرّر Nginx الكتلة الّتي ستُجيب على الطّلب.

تحليل كُتَل Location

توجد لدى Nginx آليّة لتقرير كتلة Location (الموقع) الّتي ستتولّى التّعامل مع الطّلب. تُشبه هذه الخوارزميّة في عملها خوارزميّة اختيّار كتلة Server المشروحة في الجزء الأوّل من هذا الدّليل.

1- صيّاغة Syntax كتلة Location

نبدأ، قبل شرح خوارزميّة اختيّار كتلة Location الّتي ستتولّى الإجابة على الطّلب، بشرح الصّيّاغة الّتي يستخدمها Nginx في تعريفات كتل الموقع. تُستخدَم كُتل Location الّتي تقبع ضمن كتلة Server (أو ضمن كتلة Location أخرى)، لتقرير كيف يُتعامل مع المعرّفات الكليّة للموارد Universal Resource Identifier, URI (الجزء الّذي يأتي بعد اسم النّطاق أو عنوان IP/المنفذ).

تأخذ كتلة Location عمومًا الهيئة التّاليّة:

location optional_modifier location_match {

    . . .

}

تُحدّد تعليمة location_match مالّذي سيُقارن به معرّف المورد الموجود في الطّلب. يُحيل optional_modifier إلى مُغيِّر اختيّاري يؤثّر على الطّريقة الّتي يبحث بها Nginx عن تطابق في كتلة Location. نميّز الحالات التّاليّة، حسب قيمة optional_modifier:

  • لا يوجد متغيّر: إن لم تُذكَر قيمة للمغيِّر الاختيّاريّ فإنّ الموقع سيُحلّل حسب التّطابق المُبدَأ Prefix match. يعني هذا أنّ الموقع سيُقارَن ببداية معرّف المورِد (URI) في الطّلب، بحثًا عن تطابقات.
  • =: إذا استُخدمت علامة التّساوي فإنّ الكُتلة لن تُأخذ في الحسبان إلّا إذا كانت مطابقة تمامًا لمعرّف المورِد في الطّلب.
  • ~: في هذه الحالة يُستخدَم تعبير نمطيّ Regular expression يتأثّر بحالة الأحرف (كبيرة Upper case أو صغيرة Lower case).
  • *~: تختلف عن الحالة السّابقة في أنّ التّعبير النّمطيّ لا يتأثر بحالة الأحرف.
  • ~^: تُشير هذه القيمة إلى أنّه إن اختيرت هذه الكتلة في بوصفها أفضل تطابق دون الاعتماد على التّعابير النّمطيّة فإنّ هذه الأخيرة (أي التّعابير النّمطيّة) لن تُأخَذ بالحسبان.

2- أمثلة توضّح صيّاغة كتلة Location

كتلة Location التّاليّة مثال على التّطابق المُبدَأ. ستُختار هذه الكتلة للإجابة على الطّلبات الّتي تتضمّن معرّفات الموارِد مثل site/page1/index.html/، site/ أو site/index.html/ (كلّها تبدأ ب site/):

location /site {

    . . .

}

لتوضيح التّطابق التّام نأخذ الكتلة التّاليّة الّتي ستُستخدَم للإجابة على الطّالبات ذات معرّف المورد page1/. لن تُختار هذه كتلة Location هذه للإجابة على طلب بمعرّف مورد page1/index.html/. انتبه إلى أنّه في حال اختيّار هذه الكتلة وكان الطّلب يُنفَّذ باستخدام صفحة فهرس (Index page) فإنّه ستُجرى إعادة توجيه داخليّة Internal redirect إلى كتلة موقع أخرى تكون هيّ المُداول Handler الفعليّ للطّلب:

location = /page1 {

    . . .

}

في الإعداد أدناه تعبيرٌ نمطيّ يتأثّر بحالة الأحرف. يُمكن أن تُستخدَم كتلة الموقع في هذا المثال للتّعامل مع الطّلبات على tortoise.jpg/ ولكنّها لا يُمكن أن تلبّي الطّلبات على FLOWER.PNG/.

location ~ \.(jpe?g|png|gif|ico)$ {

    . . .

}

المثال التّالي لا يختلف عن المثال السّابق سوى في المغيّر الاختيّاريّ (~*) حيثُ إنّ التّعبير النّمطي هنا لا يتأثّر بحالة الأحرف؛ لذا يُمكن استخدام الكتلة للإجابة على كلّ من tortoise.jpg/ و FLOWER.PNG/.

location ~* \.(jpe?g|png|gif|ico)$ {

    . . .

}

المثال الأخير للحالة الّتي تمنع فيها كتلة Location البحث عن تطابق عبر التّعابير النّمطيّة. تُحدّد الكتلة التّالية على أنّها أفضل تطابق لا يعتمد على التّعابير النّمطيّة للطّلبات على costumes/ninja.html/.

location ^~ /costumes {

    . . .

}

رأينا أنّ المغيّرات تُحدّد كيف يجب أن تُفسَّر كتلة Location؛ إلّا أنّها لا تخبرنا عن ماهيّة الخوارزميّة الّتي يستخدمها Nginx لتقرير كتلة الموقع الّتي سيُرسِل إليها الطّلب، وهو ما سنتعرّض لها في الفقرات التّاليّة.

3- كيف يختار Nginx كتلة Location الّتي ستتعامل مع الطّلبات؟

يستخدم Nginx آليّةً لاختيّار كتلة الموقِع الّتي ستُجيب على الطّلبات مُشابهةً لكيفيّة اختيّاره لكتلة الخادوم.فهم الإجراءات الّتي يتبعها Nginx لاختيّار الكتلة المناسبة أساسيّ جدًّا لتكون قادرًا على إعداد Nginx بوثوق ودقّة.

يُقارن Nginx بين معرّف المورد في الطّلب وكتلة Location، مع احتساب المغيّرات الّتي ذكرناه في الفقرة السّابقة، من أجل تحديد أنسب كتلة موقع للإجابة على الطّلب؛ وفقًا للخوارزميّة التّاليّة:

  • يبدأ Nginx بالتحقّق من كلّ المواقع الّتي لا تستعمل تعابير نمطيّة؛ فيُقارن كلّ كتلة موقع بمعرّف مورد الطّلب كاملًا.

  • يبحث Nginx أوّلًا عن تطابق كامل. إن وُجدت كتلة Location تستخدم المغيِّر = وتُطابق تمامًا معرّف المورد في الطّلب؛ فإنّ كتلة الخادوم هذه سيقع عليها الاختيّار فورًا.

  • إن لم يعثُر على تطابق كامل (باستخدام المغيّر =)، ينتقل Nginx إلى تقويم السّابقات (Prefixes) غير المُطابقة تمامًا؛ فيبحث عن أطول تطابق في الموقع مع معرّف المورد ثمّ يقوّمه بالطّريقة التّاليّة:

    • إذا كانت كتلة الموقع الّتي يوجد بها أطول تطابق تستخدِم المغيّر ~^ فسيُنهي Nginx فورًا بحثَه ويختار هذه الكتلة للإجابة على الطّلب.

    • إن لم تكُن الكتلة الّتي يوجد بها أطول تطابق تستخدِم المغيّر ~^ فسيحتفظ بها Nginx دون أن يُنهي البحث، بحيث يُمكن له اختيّارها عند الحاجة.

  • ينتقل Nginx، بعد تحديد الكتلة ذات التّطابق الأطول والاحتفاظ بها، إلى تقويم كتل المواقع الّتي تستخدِم التّعابير النّمطيّة، سواء كانت تتأثّر بحالة الأحرف أم لا. يُقوِّم Nginx التّعابير النمطيّة بالتّسلسل، ويختار فورًا أوّل كتلة موقع يُوافق تعبيرها النّمطيّ معرّفَ مورد الطّلب.

  • إن لم يعثُر خادوم الويب على موقع ذي تعبير نمطيّ يُوافق معرّف المورد المطلوب فإنّه يختار الكتلة المُحتفَظ بها سابقًا للإجابة على الطّلب.

من المهمّ هنا أن نفهم أنّ Nginx، مبدئيًّا، يُفضّل كتل الموقع الّتي تُطابق الطّلب عبر تعابير نمطيّة؛ إلّا أنّه يبدأ بالبحث عن تطابق في كتل المواقع الّتي لا تستعمل تعابير نمطيّة، وهو ما يسمح لمسؤول خادوم الويب بتجاوز ميل Nginx إلى تفضيل التّعابير النّمطيّة عبر تحديد المغيِّرات = و~^.

من المهمّ أيضًا الانتباه إلى أنّ الاختيّار في كتل المواقع الّتي تستخدِم التّطابق المُبدَأ يكون حسب التّطابق الأطول والأكثر تحديدًا غالبًا. في حين أنّ تقويم التّعابير النمطيّة (وبالتّالي الاختيّار) يتوقّف فور الحصور على تطابق وهو ما يعني أنّ ترتيب كتل المواقع الّتي تستخدم التّعابير النّمطيّة له تأثير كبير على الاختيّار.

4- متى يتجاوز تقويم كتلة الموقع إلى مواقع أخرى؟

عند اختيّار كتلة Location للإجابة على طلب فإنّ التّعامل معه، ابتداءً من هذه النّقطة، يحدُث بالكامل ضمن إطار الكتلة المُختارة. فقط هذه الكتلة والتّعليمات المتفرّعة عنها هي من يُحدّد كيف يُتعامل مع الطّلب، دون تدخّل من كتل Location من نفس المستوى في البنية الشّجريّة.

تسمح هذه القاعدة العامّة بتصميم كتل Location يُمكن التّنبّؤ بعملها. على الرّغم من ذلك، يجب الانتباه إلى وجود حالات تتسبّب تعليمات داخل الكتلة المُختارة في البحث من جديد عن موقع. يُمكن لهذا الاستثناء من القاعدة العامّة “كتلة موقع واحدة فقط” أن يُحدِث تأثيرات على كيفيّة الإجابة على الطّلب، بحيث يُخالف التّوقّعات الّتي كانت عندك أثناء تصميم كتل المواقع.

في ما يلي بعض التّعليمات الّتي قد تؤدّي إلى إعادة توجيه من داخل الكتلة المختارة:

  • index
  • try_files
  • rewrite
  • serror_page

نعرض باختصار لكلّ واحدة من هذه التّعليمات.

تتسبّب تعليمة index دائمًا في إعادة توجيه إن استُخدِمت للتّعامل مع الطّلب. يُستخدَم التّطابق التّام غالبًا لتسريع اختيّار كتلة الموقع عبر إنهاء الخوارزميّة فور حدوث هذا التّطابق. مع ذلك، إن استخدمت التّطابق التّامّ في حال الطّلب على مجلَّد فإنّه توجد إمكانيّة كبيرة لإعادة توجيه الطّلب إلى موقع آخر للإجابة الفعليّة عليه.

تُطابق أوّل كتلة في المثال التّالي معرّف المورد exact/، إلّا أنّ تعليمة index الّتي ترثها هذه الكتلة تتسبّب في إعادة توجيه إلى الكتلة الثّانيّة:

index index.html;

location = /exact {

    . . .

}

location / {

    . . .

}

إذا احتجت أن يبقى تنفيذ الطّلب داخل الكتلة الأولى، في المثال أعلاه؛ فسيتطلّب ذلك منك استخدام وسيلة أخرى لتلبيّة الطّلب على المجلّد.

يُمكنك مثلًا استخدامُ فهرس غير صالح لهذه الكتلة ثمّ تفعيل تعليمة autoindex:

location = /exact {
    index nothing_will_match;
    autoindex on;
}

location  / {

    . . .

}

هذه إحدى الوسائل لمنع index من تبديل السّيّاق، ولكنّها وسيلة غير ناجعة في أغلب الإعدادات. يُستخدَم التّطابق التّامّ في المجلّدات كثيرًا في بعض الأمور مثل إعادة كتابة الطّلب Request rewriting (الّذي ينتُج عنه البحث من جديد عن الموقع).

قد تتسبّب تعليمة try_files هي الأخرى في إعادة تقويم عمليّة اختيّار الموقع. تطلُب هذه التّعليمة من Nginx التحقّق من وجود مجموعة مسمّاة من الملفّات أو المجلّدات؛ قد يكون المُعطى الأخير لتعليمة try_files معرّفَ مورد يُعيد Nginx التّوجيه إليه.

فلنأخذ الإعداد التّالي مثالًا للشّرح:

root /var/www/main;
location / {
    try_files $uri $uri.html $uri/ /fallback/index.html;
}

location /fallback {
    root /var/www/another;
}

سيختار Nginx الكتلة الأولى، في المثال أعلاه، في حال الطّلب على blahblah/. تبحث الكتلة عن ملفّ blahblah في المجلّد var/www/main/، وإن لم تعثُر عليه تبحث عن ملفّ blahblah.html؛ فإن لم تجد هذا الأخير تبحث عن مجلَّد blahblah/ ضمن var/www/main/. إذا فشلت كلّ هذه المحاولات يُعيد Nginx توجيه الطّلب إلى fallback/index.html/ وهو ما يتسبّب في استدعاء كتلة موقع الأخرى، الثّانيّة في المثال. في المحصّلة فإنّ الملفّ var/www/another/fallback/index.html/ سيكون الإجابة على الطّلب.

تعليمة rewrite أيضًا قد تتسبّب في تجاوز كتلة الموقع المختارة عبر الخوارزميّة المشروحة أعلاه. يبحث Nginx عند استخدام المعطى الأخير مع تعليمة rewrite أو في حالة عدم ذكر أيّ معطى على الإطلاق، يبحث عن تطابق جديد اعتمادًا على نتيجة rewrite.

نُعيد استخدام المثال الأخير مع إضافة تعليمة rewrite للكتلة الأولى؛ يُمكن أن نلاحظ أنّ الطّلب يُمرَّر في بعض الحالات ماباشرةً إلى كتلة Location الثّانيّة دون تنفيذ تعليمة try_files:

root /var/www/main;
location / {
    rewrite ^/rewriteme/(.*)$ /$1 last;
    try_files $uri $uri.html $uri/ /fallback/index.html;
}

location /fallback {
    root /var/www/another;
}

تُجيب كتلة الموقع الأولى ابتداءً في المثال أعلاه على الطّلب rewriteme/hello/؛ ثمّ يأتي الطّلب لتعليمة rewrite الّتي تُعيد كتابته ليُصبح hello/ فيبدأ Nginx البحث من جديد عن موقع للإجابة على الطّلب ويعثُر من جديد على تطابق مع الكتلة الأولى ثمّ تُنفَّذ عليه تعليمة try_files وفقًا للآليّة المشروحة في مثال استخدام تعليمة try_files.

أمّا إذا كان الطّلب على rewriteme/fallback/hello/ فستُطابق كتلة الموقع الأولى الطّلب ثمّ تنفَّذ عليه تعليمة rewrite الّتي تعيد كتابته فيصبح fallback/hello/ ممّا ينتُج عنه مطابقة مع كتلة الموقع الثّانيّة وبالتّالي تُجيب الطّلب.

تحدُث حالة مُشابهة مع تعليمة return عند إرسال رمز الحالة Status code رقم 301 أو 302. الفرق في هذه الحالة هي أنّ النتيجة عبارة عن طلب جديد كلّيًّا على هيئة إعادة توجيه خارجيّة External redirect مرئيّة. نفس الشيء يُمكن أن يحدُث مع تعليمة rewrite عند استخدام عَلَميْ redirect و permanent. إلّا أنّ هذه الحالات يجب ألا تكون غير متوقّعة، فإعادة التّوجيه الخارجيّة المرئيّة ينتُج عنها دومًا طلب جديد.

ملحوظة 1: الفرق بين إعادة التّوجيه الدّاخليّة والخارجيّة هو أنّ الأولى لا تُنهي طلب العميل الحاليّ بل تُحيله إلى مسار آخر ضمن خادوم الويب؛ أمّا الخارجيّة فتُنهي طلب العميل مع إخباره بمعرّف المورد الجديد الّذي يجب عليه إرسال طلب آخر للحصول عليه.

ملحوظة 2: رموز الحالة هي أعداد يستخدمها بروتوكول HTTP ليُشعِر بالحالة الّتي انتهى عليها تنفيذ الطّلب. تُقسَّم إجابات HTTP إلى خمس مجموعات: إجابات بمعلومات، إجابات بنجاح الطّلب، إعادات توجيه، أخطاء من جانب العميل و أخطاء من جانب الخادوم.

يُمكن أن تؤدّي تعليمة error_page إلى إعادة توجيه داخليّة مشابهة لتلك الّتي تُنشئها تعليمة try_files. تُستخدَم تعليمة error_page لتحديد ما يجب أن يحدُث عند تلقّي رموز حالات معيَّنة. على الأرجح لن تُنفَّذ تعليمة error_page إذا كانت تعليمة try_filesمضبوطة، فهذه الأخيرة تتعامل مع كامل دورة حياة الطّلب.

فلنأخذ المثال التّاليّ:

root /var/www/main;

location / {
    error_page 404 /another/whoops.html;
}

location /another {
    root /var/www;
}

تستجيب الكتلة الأولى الّتي تقدّم ملفّات من المجلَّد var/www/main/ لجميع الطّلبات، ما عدا تلك الّتي تبدأ بanother/. إن لم يُعثَر على الملفّ المطلوب ضمن المجلَّد المذكور (رمز الحالة 404) فسيُعاد توجيه الطّلب إلى الملفّ another/whoops.html/ ممّا ينتُج عنه البحث عن كتلة موقع تتعامل مع الطّلب الجديد. يرسو البحث على كتلة الموقع الثّانيّة الّتي تُجيب بالملفّ var/www/another/whoops.html/.

يُساعد فهمُ الظّروف الّتي تؤثّر على Nginx وتجعله يبحث عن كتلة موقع جديدة تلبّي الطّلب على توقّع سلوك Nginx عند إنشاء طلبات.

خاتمة

يُسهّل فهمُ الإجراءات الّتي يتبعها Nginx في الاستجابة لطلبات العملاء كثيرًا من عمل مسؤول الموقع، فيمكنك معرفة كتلة الخادوم الّتي سيختارها Nginx للإجابة حسب كلّ طلب على حدة. كما ستكون لديك القدرة على معرفة كتلة الموقع الّتي سيختارها خادوم الويب اعتمادًا على معرّف المورد المذكور في الطّلب.

على العموم تُمكنّك معرفة الطّريقة الّتي يختار Nginx وفقها الكتل المختلفة من تتبّع السّيّاقات الّتي يطبّقها Nginx من أجل الإجابة على كلّ طلب.

ترجمة بتصرّف لمقال Understanding Nginx Server and Location Block Selection Algorithms.





تفاعل الأعضاء


لا توجد أيّة تعليقات بعد



يجب أن تكون عضوًا لدينا لتتمكّن من التعليق

انشاء حساب جديد

يستغرق التسجيل بضع ثوان فقط


سجّل حسابًا جديدًا

تسجيل الدخول

تملك حسابا مسجّلا بالفعل؟


سجّل دخولك الآن