Serveur HTTP from Scratch

Un serveur HTTP 1.1 complet implémenté from scratch en C, conforme aux RFC essentielles, performant et robuste.

Auteur : Rachid Ghodbane
Licence : MIT
Année : 2025

Fonctionnalités

• HTTP/1.1 complet avec support keep-alive
• Multithreading avec thread pool configurable
• Servir des fichiers statiques (HTML, CSS, JS, images, etc.)
• Support GET et POST avec parsing complet des en-têtes
• Upload de fichiers via requêtes POST
• Gestion des types MIME automatique
• Sécurité : prévention de traversée de répertoires
• Logging : access log et error log
• Configuration : arguments en ligne de commande et fichier de config
• Performance : utilisation d'epoll et sendfile()
• Codes de statut : 200, 201, 204, 301/302, 304, 400, 404, 405, 411, 413, 414, 431, 500, 501, 503

Architecture

src/
├── main.c              # Point d'entrée principal
├── server.c/h          # Serveur principal avec epoll
├── threadpool.c/h      # Pool de threads
├── http_parser.c/h     # Parser HTTP 1.1
├── http_response.c/h   # Construction des réponses HTTP
├── http_router.c/h     # Routage des requêtes
├── fs.c/h             # Gestion des fichiers (sendfile, sécurité)
├── mime.c/h           # Types MIME
├── config.c/h         # Configuration
└── log.c/h            # Système de logging

include/               # Fichiers d'en-tête
www/                   # Fichiers statiques à servir
tests/                 # Scripts de test
scripts/               # Scripts utilitaires

Prérequis

• Système d'exploitation : Linux (testé sur Ubuntu, CentOS, Debian)
• Compilateur : GCC 7+ avec support C99
• Bibliothèques : pthread, epoll (glibc)
• Outils : make, curl (pour les tests)

Installation

Compilation

# Cloner le projet
git clone <repository-url>
cd SERVEUR-HTTP

# Compiler
make

# Compiler en mode debug (avec sanitizers)
make debug

# Nettoyer
make clean

Installation système

# Installer dans /usr/local/bin
sudo make install

# Désinstaller
sudo make uninstall

Utilisation

Lancement basique

# Serveur par défaut (port 8080, répertoire ./www)
./bin/httpd

# Configuration personnalisée
./bin/httpd --host 0.0.0.0 --port 8080 --root ./www --threads 8

Options de configuration

Option	Description	Défaut
-h, --host	Adresse IP à écouter	0.0.0.0
-p, --port	Port à écouter	8080
-r, --root	Répertoire racine des fichiers statiques	./www
-t, --threads	Nombre de threads worker	8
-H, --max-header	Taille max des en-têtes (bytes)	32768
-B, --max-body	Taille max du corps de requête (bytes)	10485760
-k, --keepalive-timeout	Timeout keep-alive (secondes)	5
-u, --uploads	Activer les uploads vers ce répertoire	Désactivé
-g, --gzip	Activer la compression gzip	Désactivé
-c, --config	Fichier de configuration	Aucun
-?, --help	Afficher l'aide	-

Fichier de configuration

Créer un fichier httpd.conf :

host = 0.0.0.0
port = 8080
root = ./www
threads = 8
max_header = 32768
max_body = 10485760
keepalive_timeout = 5
uploads = ./uploads
gzip = false

Puis lancer avec :

./bin/httpd --config httpd.conf

Tests

Tests basiques

# Lancer les tests de fumée
make test

# Ou directement
./scripts/smoke.sh

Tests avancés

# Tests approfondis (cas limites, performance)
./tests/test_requests.sh

Tests manuels

# GET simple
curl -v http://127.0.0.1:8080/

# POST avec upload
curl -v -X POST --data-binary @README.md http://127.0.0.1:8080/upload

# POST chunked
curl -v -X POST -H "Transfer-Encoding: chunked" --data-binary @README.md http://127.0.0.1:8080/upload

# Keep-alive (2 requêtes)
{ printf 'GET / HTTP/1.1\r\nHost: x\r\n\r\nGET /test.html HTTP/1.1\r\nHost: x\r\n\r\n'; sleep 1; } | nc 127.0.0.1 8080

# Test de charge
wrk -t4 -c64 -d15s http://127.0.0.1:8080/

Performance

Métriques typiques

• Connexions simultanées : 1000+
• Requêtes par seconde : 5000+ (sur machine moderne)
• Latence : < 1ms (fichiers statiques)
• Mémoire : ~10MB (base) + ~1KB par connexion

Optimisations implémentées

• epoll pour la gestion des événements
• sendfile() pour l'envoi de fichiers
• Thread pool pour la parallélisation
• Keep-alive pour la réutilisation des connexions
• Buffers optimisés (8KB par défaut)
• En-têtes pré-générés (Date, Server)

Sécurité

Mesures implémentées

• Prévention de traversée de répertoires (protection contre ../)
• Normalisation des chemins avec realpath()
• Limitation de la taille des en-têtes (32KB par défaut)
• Limitation de la taille du corps POST (10MB par défaut)
• Timeouts sur les connexions inactives
• Gestion des erreurs robuste

Limites connues

• Pas de support HTTPS (TLS)
• Pas de compression gzip (optionnel)
• Pas de support HTTP/2
• Pas d'authentification/autorisation

Logs

Access Log (NCSA Common Log Format)

127.0.0.1 - - [25/Dec/2023:10:30:45 +0000] "GET / HTTP/1.1" 200 1234 5
127.0.0.1 - - [25/Dec/2023:10:30:46 +0000] "POST /upload HTTP/1.1" 201 45 12

Error Log

[2023-12-25 10:30:45.123] INFO server.c:245: Nouvelle connexion de 127.0.0.1:45678
[2023-12-25 10:30:46.234] WARN http_router.c:89: Fichier non trouvé: /nonexistent.html

Débogage

Mode debug

# Compiler avec sanitizers
make debug

# Lancer avec valgrind
valgrind --leak-check=full ./bin/httpd

# Lancer avec gdb
gdb ./bin/httpd

Vérification du code

# Vérification statique
make check

# Formatage du code
make format

Monitoring

Métriques disponibles

• Connexions actives : dans les logs
• Requêtes traitées : access log
• Erreurs : error log
• Performance : via les outils de test

Exemple de monitoring

# Surveiller les logs en temps réel
tail -f access.log error.log

# Compter les requêtes par minute
grep "$(date '+%d/%b/%Y:%H:%M')" access.log | wc -l

# Analyser les erreurs
grep "ERROR" error.log | tail -20

Développement

Structure du code

• Modulaire : chaque composant dans son propre fichier
• Thread-safe : utilisation de mutex pour les ressources partagées
• Gestion d'erreurs : codes de retour cohérents
• Documentation : commentaires détaillés

Ajout de fonctionnalités

1. Nouvelle méthode HTTP : modifier http_parser.c
2. Nouveau type MIME : ajouter dans mime.c
3. Nouvelle route : étendre http_router.c
4. Nouvelle option de config : modifier config.c

Tests

# Tests unitaires (à implémenter)
make test-unit

# Tests d'intégration
make test-integration

# Tests de performance
make test-performance

Références

RFC pertinentes

• RFC 7230 - HTTP/1.1 Message Syntax and Routing
• RFC 7231 - HTTP/1.1 Semantics and Content
• RFC 7232 - HTTP/1.1 Conditional Requests
• RFC 7233 - HTTP/1.1 Range Requests

Ressources

• Beej's Guide to Network Programming
• The Linux Programming Interface
• HTTP Server Implementation in C

📄 Licence

Ce projet est sous licence MIT. Voir le fichier LICENSE pour plus de détails.

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Note : Ce serveur est conçu à des fins éducatives et de démonstration. Pour la production, considérez l'utilisation de serveurs web éprouvés comme Nginx ou Apache.