从输入 URL 到页面加载完成发生了什么事

看到 这篇文章，重拾计算机网络的知识，决定班门弄斧写一篇

下面的讨论基于最简单的情景：HTTP、无代理、不讨论功夫王、IPv4，并简单得从三个方面阐述。

浏览器会做些什么

1. 接收 URL，并拆分成协议，网络地址，资源路径
2. 与缓存进行比对，如果请求的对象在缓存中，则直接进行第九步
3. 如果网络地址不是一个 IP 地址，向操作系统询问，操作系统返回一个IP地址
4. 浏览器向服务器发起一个 TCP 连接
5. 浏览器通过 TCP 连接向服务器发起 HTTP 请求，HTTP 三次握手，HTTPS 握手过程则复杂得多
6. 浏览器接受 HTTP 响应，这时候它能关闭 TCP 连接也能为另一个连接保留。
7. 检查 HTTP header 里的状态码，并做出不同的处理方式。比如：错误（4XX、5XX），重定向（3XX），授权请求（2XX）
8. 如果是可以缓存的，这个响应则会被存储起来
9. 浏览器进行解码响应，并决定如何处理该响应（比如HTML页面，图像，声音等等）
10. 浏览器渲染响应，或者为不能识别的类型提供下载的提示框

浏览器主要组件：

操作系统会做些什么

客户端

1. 检查域名是否在本地的 host 的文件中，在则直接返回 IP 地址，不在则向 DNS 服务器请求
2. DNS 服务器一级一级往上查询，直到查询到 IP 地址

服务器端

1. 验证连接是否合法，如客户端 IP 地址是否符合防火墙的规则，端口号是否开启等
2. 将请求转发到相应的端口
3. 记录相应事件

Web 服务器会做些什么

1. 建立连接：接受一个客户端，或者如果不希望与这个客户端不能简历连接，就将其关闭
2. 接收请求：从网络中读取一条 HTTP 请求报文
3. 处理请求：对请求报文进行解释，并采取行动
4. 访问资源：访问报文中指定的资源
5. 构建响应：创建带有正确首部的 HTTP 响应报文
6. 发送响应：将响应回送给客户端
7. 记录事务处理过程：将已完成事务相关的内容记录在一个日志文件中

输入 URL 便能浏览互联网，其背后的计算机系统却要完成无数工作。上述过程中的每一步的背后都蕴含着无数人的智慧，每一步都可以展开成庞大的课题，真实的情景也要比提到的复杂很多。我想这正是科技最大的魅力，身处其中并得益于此，感谢各个领域的无数工程师为此付出的努力。