Проектирование и разработка веб-сервера с поддержкой FastCGI

Актуальность работы.
При быстрорастущем объёме информации в интернете и, соответственно количестве запросов, появилась необходимость не только наращивать количество серверов, но и использовать более совершенные подходы для поддержания удовлетворительной скорости обработки.
Цель работы.
Разработка FastCGI приложения для обработки большого количества информации при сохранении удовлетворительной скорости работы во время пиковых нагрузок.
Задачи исследования.
1. Развёртывание и конфигурирование сервера Apache2 для взаимодействия с CGI скриптами и FastCGI модулем.
2. Создать тестовую веб-страницу с некоторым объёмом данных с использованием Python 3.
3. Создать скрипт для проверки и анализа различных факторов, которые влияют на загрузку страницы.
4.Произвести исследования и анализы данных, полученных на предыдущем этапе и сделать выводы.

Постановка задачи.
Установим и сконфигурируем веб сервер Apache2 с поддержкой CGI приложений при взаимодействии с помощью FastCGI модуля для обеспечения быстрой обработки большого количества данных и поддержки большого количества одновременных пользователей.
Для примера, ниже приведён график статистики до 2019 года как растёт объём уникальных пользователей в сети.

Программно-техническая реализация.
Всё реализовывалось на операционной системе elementary OS. Из себя данная система представляет Linux на базе Ubuntu. Также был подготовлен модуль fast_cgi для Apache2 с помощью CMake. Сам веб сервер Apache2 был установлен и сконфигурирован с поддержкой обычных CGI и FastCGI приложений для возможности сравнить их работу. Для написания приложения использовался язык программирования Python 3.

Для поддержки FastCGI добавляем в конфигурацию веб сервера Apache2 данную команду:
LoadModule fastcgi_module /usr/lib/apache2/modules/mod_fastcgi.so
Данная команда загружает при старте сервера, собранный fast_cgi модуль
В конфигурацию нашего сайта добавляем следующие строки:
FastCgiServer /var/www/html/app.py -processes 4 -socket /tmp/fcgi.sock
DirectoryIndex app.py
Options +FollowSymLinks +ExecCGI
AllowOverride All
SetHandler fastcgi-script
Далее размещаем скрипт в нашем каталоге /var/www/html под названием app.py и после перезапуска веб сервера уже можем просмотреть его.

Теперь проанализируем технологии CGI и FastCGI.
Для этого был написан небольшой скрипт:
#!/bin/bash
i=0;
rm sas.txt
for i in {1..1000};
Do
curl -s -w "$i %{time_namelookup} %{time_connect} %{time_appconnect} %{time_redirect} %{time_pretransfer} %{time_starttransfer} %{time_total}\n" >> sas.txt -o /dev/null http://192.168.0.104;
Done

После того, как информация была собрана, пришло время для анализа.
Рассмотрим 4 стадии запроса и получения информации:
Время на подключение к серверу
Время на подготовку к обмену данными
Время на отдачу данных
Общее время ответа.

Время на отдачу данных