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3.7.-Servidores Web

3.7. Servidores Web y de Aplicaciones

En las unidades anteriores hemos aprendido cómo se generan las páginas web dinámicas mediante código ejecutado en el servidor. Hemos visto lenguajes como PHP, Python y Java, y cómo se integran con HTML para producir contenido personalizado. Sin embargo, hay una pieza fundamental que aún no hemos explorado en profundidad: ¿qué software ejecuta realmente todo este código en el servidor?

Cuando decimos "el servidor hace esto" o "el código se ejecuta en el servidor", ¿a qué nos referimos exactamente? La respuesta está en los servidores web y los servidores de aplicaciones, el software que actúa como intermediario entre las peticiones de los usuarios y el código de nuestras aplicaciones.

Estos programas son el corazón pulsante de cualquier aplicación web. Sin ellos, nuestro código PHP o Java sería solo texto inerte en un disco duro. Ellos son los que escuchan las peticiones HTTP, invocan nuestro código, gestionan las conexiones, sirven archivos estáticos, y mucho más. Entender cómo funcionan, cómo configurarlos y cómo desplegarlos es absolutamente esencial para cualquier profesional del despliegue de aplicaciones web.

1. ¿Qué es un servidor web y por qué lo necesitamos?

Antes de sumergirnos en las tecnologías específicas, comprendamos exactamente qué es un servidor web y qué papel juega en el ecosistema de aplicaciones web.

1.1. Definición y función fundamental

Un servidor web es un programa informático que:

  1. Se ejecuta continuamente en un ordenador (el servidor físico)
  2. Escucha en un puerto específico (típicamente el 80 para HTTP, 443 para HTTPS)
  3. Espera peticiones de clientes (navegadores web, aplicaciones móviles, otros servidores)
  4. Procesa cada petición según su configuración
  5. Devuelve una respuesta al cliente (HTML, imágenes, JSON, etc.)

Analogía del mundo real:

Imaginad un servidor web como un recepcionista en un hotel:

  • Está siempre en el mostrador (ejecutándose continuamente)
  • Escucha a los huéspedes que llegan (peticiones entrantes)
  • Entiende qué necesita cada huésped (interpreta la petición HTTP)
  • Les dirige a la habitación correcta o les proporciona lo que piden (sirve archivos o ejecuta código)
  • Mantiene registro de quién entra y sale (logs de acceso)

1.2. Contenido estático vs. contenido dinámico

Los servidores web pueden manejar dos tipos fundamentales de contenido:

Contenido estático:

Son archivos que ya existen en el sistema de archivos del servidor y se envían directamente al cliente sin procesamiento:

  • Archivos HTML predefinidos
  • Imágenes (JPEG, PNG, GIF, SVG)
  • Hojas de estilo CSS
  • Scripts JavaScript
  • Archivos PDF
  • Videos y audio

Proceso con contenido estático:

Cliente solicita: GET /imagenes/logo.png
    ↓
Servidor web → Lee el archivo del disco
    ↓
Servidor web → Envía el archivo directamente
    ↓
Cliente recibe la imagen

Contenido dinámico:

Es contenido que se genera en el momento de la petición, ejecutando código:

  • Páginas PHP que consultan bases de datos
  • Aplicaciones Python/Django
  • Servlets Java
  • APIs REST que devuelven JSON

Proceso con contenido dinámico:

Cliente solicita: GET /productos.php
    ↓
Servidor web → Identifica que es código dinámico
    ↓
Servidor web → Delega a PHP-FPM / mod_php
    ↓
PHP ejecuta el código → Consulta base de datos
    ↓
PHP genera HTML
    ↓
Servidor web → Envía el HTML generado
    ↓
Cliente recibe la página

La gran diferencia es que el contenido estático es muy rápido (solo lectura de disco), mientras que el dinámico requiere procesamiento (más lento, pero mucho más potente).

1.3. ¿Por qué no ejecutar el código directamente?

Podríais preguntaros: ¿Por qué necesitamos un servidor web? ¿No podemos ejecutar nuestro código PHP o Python directamente?

La respuesta es que sí podríamos, pero perderíamos funcionalidades cruciales que el servidor web proporciona:

Funcionalidades esenciales del servidor web:

  1. Gestión de conexiones TCP/IP: Maneja múltiples clientes simultáneamente
  2. Protocolo HTTP completo: Interpreta cabeceras, métodos, códigos de estado
  3. Enrutamiento: Decide qué hacer con cada URL
  4. Seguridad: HTTPS, control de acceso, protección contra ataques
  5. Caché: Almacena contenido para servirlo más rápido
  6. Compresión: Reduce el tamaño de las respuestas (gzip)
  7. Logs: Registro de accesos y errores
  8. Virtual Hosts: Múltiples sitios en un mismo servidor
  9. Balanceo de carga: Distribuye peticiones entre varios backends
  10. Límites de recursos: Control de ancho de banda, timeouts, etc.

Sin un servidor web, tendríamos que implementar todo esto en nuestro código. Los servidores web son especialistas en estas tareas, probados durante décadas, optimizados y seguros.

2. Apache HTTP Server: el veterano robusto

Apache HTTP Server (comúnmente llamado simplemente "Apache") es el servidor web más veterano y uno de los más utilizados en la historia de Internet. Creado en 1995, ha sido el pilar de millones de sitios web durante casi tres décadas.

2.1. Historia y relevancia

Apache nació de un proyecto llamado "NCSA HTTPd" en 1995. Un grupo de desarrolladores creó "Apache" (un juego de palabras: "A patchy server" - un servidor remendado) aplicando parches al servidor original.

Datos históricos:

  • 1996-2009: Apache era el servidor web más usado en Internet (más del 50% del mercado)
  • Actualidad: Aunque Nginx ha ganado cuota, Apache sigue siendo extremadamente popular
  • Filosofía: Open source, gratuito, mantenido por la Apache Software Foundation

¿Por qué Apache tuvo tanto éxito?

  1. Gratuito y open source: Sin costes de licencia
  2. Multiplataforma: Funciona en Linux, Windows, macOS, etc.
  3. Extremadamente configurable: Se puede adaptar a casi cualquier necesidad
  4. Modular: Solo activas las funcionalidades que necesitas
  5. Comunidad masiva: Documentación, tutoriales, soporte extenso
  6. Integración con PHP: mod_php integra PHP directamente en Apache
  7. Estabilidad probada: Décadas de uso en producción

2.2. Arquitectura modular de Apache

La característica más distintiva de Apache es su arquitectura modular. Apache en sí es un núcleo pequeño, y las funcionalidades se añaden mediante módulos.

Módulos comunes:

  • mod_php: Ejecuta código PHP directamente en Apache
  • mod_ssl: Soporte para HTTPS
  • mod_rewrite: Reescritura de URLs (crucial para URLs amigables)
  • mod_proxy: Actúa como proxy/reverse proxy
  • mod_headers: Manipulación de cabeceras HTTP
  • mod_auth: Autenticación
  • mod_deflate: Compresión de respuestas
  • mod_security: Firewall de aplicaciones web

Ventaja de los módulos:

Solo cargas lo que necesitas, ahorrando memoria y mejorando el rendimiento. Si no necesitas PHP, no cargas mod_php. Si no necesitas SSL, no cargas mod_ssl.

Listar módulos activos:

# Ver módulos habilitados
apache2ctl -M

# Habilitar un módulo
sudo a2enmod rewrite

# Deshabilitar un módulo
sudo a2dismod php7.4

# Reiniciar Apache para aplicar cambios
sudo systemctl restart apache2

2.3. Instalación de Apache en Linux

La instalación de Apache en sistemas basados en Debian/Ubuntu es extremadamente sencilla:

# Actualizar repositorios
sudo apt update

# Instalar Apache
sudo apt install apache2

# Verificar que está corriendo
sudo systemctl status apache2

# Habilitar inicio automático al arrancar el sistema
sudo systemctl enable apache2

Verificar la instalación:

Abre un navegador y accede a: - http://localhost (si estás en el mismo servidor) - http://IP_DEL_SERVIDOR (desde otro equipo)

Deberías ver la página por defecto de Apache, que confirma que el servidor está funcionando correctamente.

2.4. Estructura de directorios de Apache

Apache organiza sus archivos de configuración de forma estructurada:

/etc/apache2/
├── apache2.conf          # Configuración principal
├── ports.conf            # Puertos en los que escucha
├── mods-available/       # Módulos disponibles
├── mods-enabled/         # Módulos habilitados (enlaces simbólicos)
├── sites-available/      # Configuraciones de sitios disponibles
├── sites-enabled/        # Sitios habilitados (enlaces simbólicos)
├── conf-available/       # Configuraciones adicionales disponibles
└── conf-enabled/         # Configuraciones adicionales habilitadas

/var/www/                 # Directorio raíz para sitios web
└── html/                 # Sitio por defecto
    └── index.html        # Página por defecto

/var/log/apache2/         # Logs
├── access.log            # Registro de accesos
└── error.log             # Registro de errores

Filosofía de configuración:

  • Los archivos en *-available/ contienen configuraciones posibles
  • Los archivos en *-enabled/ son enlaces simbólicos a los que realmente se usan
  • Esto permite activar/desactivar fácilmente configuraciones sin borrar archivos

2.5. Configuración básica de Apache

El archivo principal es /etc/apache2/apache2.conf. Veamos las directivas más importantes:

ServerRoot: Directorio base de configuración

ServerRoot "/etc/apache2"

Listen: Puerto y dirección IP donde escucha

# Escuchar en el puerto 80 de todas las interfaces
Listen 80

# Escuchar solo en una IP específica
Listen 192.168.1.100:80

# También escuchar en HTTPS
Listen 443

DocumentRoot: Directorio donde están los archivos del sitio web

DocumentRoot "/var/www/html"

Todos los archivos servidos vienen de este directorio. Por ejemplo: - http://miserver/index.html → /var/www/html/index.html - http://miserver/imagenes/logo.png → /var/www/html/imagenes/logo.png

ServerName: Nombre del servidor

ServerName www.ejemplo.local

Esto define cómo el servidor se identifica a sí mismo.

DirectoryIndex: Archivos que se buscan cuando se solicita un directorio

DirectoryIndex index.html index.php

Si pides http://miserver/, Apache buscará en este orden: 1. index.html 2. index.php 3. Si no encuentra ninguno, puede mostrar un listado del directorio (si está habilitado)

Timeout: Tiempo máximo de espera

Timeout 300

Segundos que el servidor esperará antes de cerrar una conexión inactiva.

KeepAlive: Conexiones persistentes

KeepAlive On
MaxKeepAliveRequests 100
KeepAliveTimeout 5

Permite múltiples peticiones sobre la misma conexión TCP, mejorando el rendimiento.

ErrorLog y CustomLog: Configuración de logs

ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined

2.6. Gestión del servicio Apache

Comandos esenciales:

# Iniciar Apache
sudo systemctl start apache2

# Detener Apache
sudo systemctl stop apache2

# Reiniciar Apache (detiene y vuelve a iniciar)
sudo systemctl restart apache2

# Recargar configuración sin detener (preferible)
sudo systemctl reload apache2

# Ver estado
sudo systemctl status apache2

# Ver logs en tiempo real
sudo tail -f /var/log/apache2/error.log
sudo tail -f /var/log/apache2/access.log

Verificar sintaxis de configuración:

Antes de reiniciar Apache, siempre verifica que la configuración es correcta:

sudo apache2ctl configtest

Si devuelve Syntax OK, puedes reiniciar con seguridad. Si hay errores, te los mostrará y podrás corregirlos antes de causar una caída del servidor.

2.7. Virtual Hosts: múltiples sitios en un servidor

Los Virtual Hosts (hosts virtuales) son una de las funcionalidades más poderosas de Apache. Permiten alojar múltiples sitios web en un único servidor físico.

¿Cómo funciona?

Cuando llega una petición HTTP, incluye una cabecera Host que indica qué sitio se está solicitando:

GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.ejemplo.com

Apache lee esta cabecera y decide qué Virtual Host debe manejar la petición.

Tipos de Virtual Hosts:

1. Basados en nombre (Name-based)

Varios dominios comparten la misma IP. Apache diferencia por el ServerName.

# Sitio 1: www.ejemplo.com
<VirtualHost *:80>
    ServerName www.ejemplo.com
    DocumentRoot /var/www/ejemplo

    ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/ejemplo_error.log
    CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/ejemplo_access.log combined
</VirtualHost>

# Sitio 2: www.tienda.com
<VirtualHost *:80>
    ServerName www.tienda.com
    DocumentRoot /var/www/tienda

    ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/tienda_error.log
    CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/tienda_access.log combined
</VirtualHost>

2. Basados en IP (IP-based)

Cada sitio tiene su propia IP:

# Sitio en IP 192.168.1.10
<VirtualHost 192.168.1.10:80>
    ServerName www.ejemplo.com
    DocumentRoot /var/www/ejemplo
</VirtualHost>

# Sitio en IP 192.168.1.11
<VirtualHost 192.168.1.11:80>
    ServerName www.tienda.com
    DocumentRoot /var/www/tienda
</VirtualHost>

3. Basados en puerto

Diferentes puertos para diferentes sitios:

Listen 8080
Listen 8081

<VirtualHost *:8080>
    ServerName www.ejemplo.com
    DocumentRoot /var/www/ejemplo
</VirtualHost>

<VirtualHost *:8081>
    ServerName www.tienda.com
    DocumentRoot /var/www/tienda
</VirtualHost>

Ejemplo completo de Virtual Host:

# Archivo: /etc/apache2/sites-available/mitienda.conf

<VirtualHost *:80>
    # Nombre principal del sitio
    ServerName www.mitienda.com

    # Nombres alternativos (alias)
    ServerAlias mitienda.com *.mitienda.com

    # Directorio raíz del sitio
    DocumentRoot /var/www/mitienda

    # Configuración del directorio
    <Directory /var/www/mitienda>
        Options Indexes FollowSymLinks
        AllowOverride All
        Require all granted
    </Directory>

    # Logs específicos del sitio
    ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/mitienda_error.log
    CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/mitienda_access.log combined

    # Configuración de PHP (si es necesario)
    <FilesMatch \.php$>
        SetHandler application/x-httpd-php
    </FilesMatch>
</VirtualHost>

Activar el Virtual Host:

# Crear el directorio del sitio
sudo mkdir -p /var/www/mitienda

# Crear una página de prueba
echo "<h1>Bienvenido a Mi Tienda</h1>" | sudo tee /var/www/mitienda/index.html

# Habilitar el sitio
sudo a2ensite mitienda.conf

# Recargar Apache
sudo systemctl reload apache2

# Añadir entrada al /etc/hosts para pruebas locales
echo "127.0.0.1 www.mitienda.com" | sudo tee -a /etc/hosts

Ahora accediendo a http://www.mitienda.com verás tu sitio.

Desactivar sitios

Para desactivar un sitio sin borrar su configuración: 

sudo a2dissite mitienda.conf
sudo systemctl reload apache2

3. Nginx: el servidor web moderno de alto rendimiento

Nginx (pronunciado "engine-x") es el servidor web moderno que ha revolucionado el panorama desde su lanzamiento en 2004. Fue diseñado específicamente para resolver problemas de rendimiento que Apache tenía con miles de conexiones simultáneas.

3.1. Historia y filosofía

Nginx fue creado por Igor Sysoev en Rusia para resolver el problema C10K (servir 10,000 clientes concurrentes). Apache, con su arquitectura basada en procesos/hilos, no escalaba bien para muchísimas conexiones simultáneas.

Filosofía de diseño:

  • Arquitectura asíncrona y basada en eventos: Un solo proceso puede manejar miles de conexiones
  • Bajo consumo de memoria: Mucho más eficiente que Apache
  • Alto rendimiento para contenido estático: Extremadamente rápido sirviendo archivos
  • Proxy inverso excepcional: Ideal para arquitecturas modernas

Cuota de mercado actual:

  • Nginx ha superado a Apache en muchos rankings
  • Es el servidor preferido para sitios de alto tráfico
  • Usado por Netflix, Airbnb, WordPress.com, GitHub

3.2. Nginx vs Apache: ¿cuál elegir?

Aspecto Apache Nginx
Rendimiento estático Bueno Excelente
Memoria Mayor consumo Menor consumo
Concurrencia Buena Excepcional
Configuración Más compleja Más simple
Módulos Muchísimos Menos, pero suficientes
.htaccess Sí No (todo en config)
PHP integrado Sí (mod_php) No (usa PHP-FPM)
Flexibilidad Máxima Menor
Uso ideal Hosting compartido, flexibilidad Alto tráfico, APIs, proxy

¿Cuándo usar Apache?

  • Hosting compartido tradicional
  • Necesitas .htaccess
  • Máxima compatibilidad con software legacy
  • Necesitas la enorme variedad de módulos de Apache

¿Cuándo usar Nginx?

  • Aplicaciones de alto tráfico
  • Servir contenido estático
  • Como proxy inverso
  • Arquitecturas modernas con APIs
  • Eficiencia de recursos es crítica

3.3. Instalación de Nginx

# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install nginx

# Iniciar Nginx
sudo systemctl start nginx

# Habilitar inicio automático
sudo systemctl enable nginx

# Verificar estado
sudo systemctl status nginx

Accede a http://localhost y verás la página de bienvenida de Nginx.

3.4. Estructura de Nginx

/etc/nginx/
├── nginx.conf              # Configuración principal
├── sites-available/        # Sitios disponibles
├── sites-enabled/          # Sitios habilitados (enlaces)
├── conf.d/                 # Configuraciones adicionales
└── snippets/               # Fragmentos reutilizables

/var/www/                   # Directorio web por defecto
└── html/
    └── index.nginx-debian.html

/var/log/nginx/             # Logs
├── access.log
└── error.log

3.5. Configuración básica de Nginx

El archivo /etc/nginx/nginx.conf contiene la configuración global:

user www-data;
worker_processes auto;  # Procesos worker (normalmente 1 por CPU)
pid /run/nginx.pid;

events {
    worker_connections 1024;  # Conexiones por worker
}

http {
    # Configuración HTTP
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;

    # Logs
    access_log /var/log/nginx/access.log;
    error_log /var/log/nginx/error.log;

    # Performance
    sendfile on;
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    keepalive_timeout 65;

    # Gzip
    gzip on;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript;

    # Incluir configuraciones de sitios
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    include /etc/nginx/sites-enabled/*;
}

Server Block (equivalente a Virtual Host):

# Archivo: /etc/nginx/sites-available/ejemplo

server {
    listen 80;
    listen [::]:80;

    server_name www.ejemplo.com ejemplo.com;
    root /var/www/ejemplo;
    index index.html index.php;

    # Logs específicos
    access_log /var/log/nginx/ejemplo_access.log;
    error_log /var/log/nginx/ejemplo_error.log;

    # Servir archivos estáticos
    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }

    # PHP con PHP-FPM
    location ~ \.php$ {
        include snippets/fastcgi-php.conf;
        fastcgi_pass unix:/var/run/php/php8.1-fpm.sock;
    }

    # Denegar acceso a archivos ocultos
    location ~ /\. {
        deny all;
    }
}

Activar el sitio:

# Crear enlace simbólico
sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/ejemplo /etc/nginx/sites-enabled/

# Verificar configuración
sudo nginx -t

# Recargar Nginx
sudo systemctl reload nginx

4. Servidores de aplicaciones: Tomcat para Java

Mientras que Apache y Nginx son servidores web, Tomcat es un servidor de aplicaciones especializado en ejecutar aplicaciones Java.

4.1. ¿Qué es un servidor de aplicaciones?

Un servidor de aplicaciones va más allá de un servidor web. Proporciona:

  • Contenedor de Servlets/JSP: Ejecuta código Java web
  • Gestión de ciclo de vida: Carga, inicia, detiene aplicaciones
  • Pool de conexiones: Gestiona conexiones a bases de datos eficientemente
  • Gestión de sesiones: Maneja sesiones de usuario
  • Clustering: Distribución de carga entre múltiples instancias
  • Transacciones: Soporte para transacciones distribuidas

4.2. Apache Tomcat

Tomcat es el servidor de aplicaciones Java más popular. Es la implementación de referencia para: - Servlets - JavaServer Pages (JSP)

Arquitectura:

[Cliente Web]
    ↓
[Servidor Web: Apache/Nginx] (Opcional, como proxy)
    ↓
[Tomcat] ← Ejecuta Servlets/JSP
    ↓
[Base de Datos]

Tomcat puede funcionar solo o detrás de Apache/Nginx como proxy inverso.

4.3. Instalación de Tomcat

Requisitos: - Java JDK instalado

# Instalar JDK
sudo apt install default-jdk

# Verificar Java
java -version

# Descargar Tomcat (ejemplo versión 10)
wget https://downloads.apache.org/tomcat/tomcat-10/v10.1.15/bin/apache-tomcat-10.1.15.tar.gz

# Extraer
sudo tar xzf apache-tomcat-10.1.15.tar.gz -C /opt/

# Crear enlace simbólico
sudo ln -s /opt/apache-tomcat-10.1.15 /opt/tomcat

# Crear usuario tomcat
sudo useradd -r -m -U -d /opt/tomcat -s /bin/false tomcat

# Cambiar permisos
sudo chown -R tomcat:tomcat /opt/tomcat

Iniciar Tomcat:

# Iniciar
sudo /opt/tomcat/bin/startup.sh

# Verificar
curl http://localhost:8080

# Detener
sudo /opt/tomcat/bin/shutdown.sh

Accede a http://localhost:8080 y verás la página de inicio de Tomcat.

4.4. Desplegar una aplicación en Tomcat

Las aplicaciones Java web se empaquetan en archivos WAR (Web Application Archive).

# Copiar el WAR al directorio webapps
sudo cp mi-aplicacion.war /opt/tomcat/webapps/

# Tomcat lo despliega automáticamente
# La aplicación estará disponible en:
# http://localhost:8080/mi-aplicacion/

5. Gestores de bases de datos

Toda aplicación web necesita almacenar datos. Los gestores de bases de datos son el componente que hace esto posible.

5.1. MySQL/MariaDB

MySQL es el gestor de bases de datos más popular en aplicaciones web.

# Instalar MySQL
sudo apt install mysql-server

# Segurizar instalación
sudo mysql_secure_installation

# Acceder
sudo mysql -u root -p

# Crear base de datos
CREATE DATABASE mitienda;

# Crear usuario
CREATE USER 'webapp'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';
GRANT ALL PRIVILEGES ON mitienda.* TO 'webapp'@'localhost';
FLUSH PRIVILEGES;

5.2. PostgreSQL

PostgreSQL es más robusto y con más características avanzadas.

# Instalar
sudo apt install postgresql postgresql-contrib

# Acceder
sudo -u postgres psql

# Crear base de datos
CREATE DATABASE mitienda;

# Crear usuario
CREATE USER webapp WITH PASSWORD 'password';
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE mitienda TO webapp;

5.3. MongoDB

MongoDB es NoSQL, ideal para datos flexibles.

# Instalar
sudo apt install mongodb

# Iniciar
sudo systemctl start mongodb

# Acceder
mongo

Resumen de la unidad

En esta unidad hemos comprendido:

  1. Los servidores web son el software que ejecuta nuestras aplicaciones, escucha peticiones HTTP y devuelve respuestas.

  2. Apache es el veterano robusto, extremadamente configurable con su arquitectura modular, ideal para hosting tradicional.

  3. Virtual Hosts permiten alojar múltiples sitios en un solo servidor, diferenciando por nombre de dominio o IP.

  4. Nginx es el servidor moderno de alto rendimiento, con arquitectura asíncrona, ideal para alto tráfico y como proxy.

  5. Tomcat es el servidor de aplicaciones Java que ejecuta Servlets y JSP, esencial para aplicaciones Java EE.

  6. Los gestores de bases de datos (MySQL, PostgreSQL, MongoDB) almacenan y gestionan los datos de nuestras aplicaciones.

Este conocimiento es fundamental para desplegar y administrar aplicaciones web en producción.

Referencias y bibliografía

Recursos adicionales