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每天一个面经系列--面经003：浏览器输入一个网址后的全过程

分类: 文章 • 2024-09-19 18:52:16

当你在浏览器输入一个网址，如http://www.taobao.com，按回车之后发生了什么？请从技术的角度描述，如浏览器、网络（UDP、TCP、HTTP等），以及服务器等各种参与对象上由此引发的一系列活动，请尽可能的涉及到所有的关键技术点。

 总体来说分为以下几个过程：

  1. DNS解析
  2. 客户端与服务器建立TCP连接（三次握手）
  3. 浏览器发送HTTP请求
  4. 服务器处理请求并返回HTTP报文
  5. 浏览器解析渲染页面
  6.  

这里总结一个全面的精简版：

一  DNS解析

  • 浏览器查找浏览器缓存，如果有域名的 IP 地址则返回，如果没有继续查找；
  • 系统查找系统缓存，如果有域名的 IP 地址则返回，如果没有继续查找；
  • 路由器查找路由器缓存，如果有域名的 IP 地址则返回，如果没有继续查找；
  • ISP服务器查找缓存，如果有域名的 IP 地址则返回，如果没有继续查找；
  • 递归查询：
  1. 本地DNS服务器将目标域名转发到互联网上的根域名服务器
  2. 根域将所要查询域名中的顶级域（比如www.taobao.com的顶级域就是com）的服务器IP地址返回给本地DNS。
  3. 本地DNS根据返回的顶级域IP地址，向顶级域服务器发送目标域名，顶级域服务器再将域名中的二级域（比如www.taobao.com的二级域为taobao.com）的服务器IP地址返回给本地DNS。
  4. 本地DNS根据返回的二级域IP地址，向二级域服务器发送目标域名，重复这样的过程，直到本地DNS获得完整的服务器IP地址，并返回给浏览器。

二  客户端与服务器建立TCP连接（三次握手）

  • 浏览器所在的客户端向服务器发出连接请求报文
  • 服务器接收报文后，同意建立连接，向客户端发出确认报文
  • 客户端接收到确认报文后，再次向服务器发出报文，确认已接收到确认报文
  • 此时客户端与服务器之间的 TCP 连接建立完成，开始通信

三  浏览器发送HTTP请求

  • 构建HTTP请求报文并通过TCP协议中发送到服务器指定端口(HTTP协议80/8080, HTTPS协议443)

四  服务器处理请求并返回HTTP报文 

  • 对TCP连接进行处理，对HTTP请求(request)进行解析，结合配置文件，把不同请求委托给服务器上处理对应请求的程序进行处理
  • 生成HTTP报文后，将响应发送给客户端浏览器。 

五   浏览器解析渲染页面（边解析边渲染的过程）

  • 浏览器解析HTML文件构建DOM树
  • 解析CSS文件构建渲染树
  • 浏览器开始布局渲染树并将其绘制到屏幕上

一些补充知识：

DNS缓存

DNS存在着多级缓存，从离浏览器的距离排序的话，有以下几种: 浏览器缓存，系统缓存，路由器缓存，IPS服务器缓存，根域名服务器缓存，顶级域名服务器缓存，主域名服务器缓存。

DNS：域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库。

域名结构为：三级域名.二级域名.一级域名

HTTP请求报文是由三部分组成: 请求行, 请求报头和请求正文。

HTTPS在传输数据之前需要客户端与服务器进行一个握手(TLS/SSL握手)，在握手过程中将确立双方加密传输数据的密码信息。TLS/SSL使用了非对称加密，对称加密以及hash等。具体过程请参考经典的阮一峰先生的博客TLS/SSL握手过程。
HTTPS相比于HTTP，虽然提供了安全保证，但是势必会带来一些时间上的损耗，如握手和加密等过程，是否使用HTTPS需要根据具体情况在安全和性能方面做出权衡。

MVC的处理过程是这样的：每个用户输入的请求，首先被控制器(C)接收，控制器决定用哪个模型(M)来处理，然后模型用业务逻辑来处理用户的请求，再然后控制器决定用哪个视图模型(V)来接收模型处理后的数据，最后由该视图模型对应的视图格式化模型来返回HTML字符串给浏览器。

每天一个面经系列--面经003：浏览器输入一个网址后的全过程

HTTP响应报文也是由三部分组成: 状态码, 响应报头和响应报文

状态码

状态码是由3位数组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值:

  • 1xx：指示信息–表示请求已接收，继续处理。
  • 2xx：成功–表示请求已被成功接收、理解、接受。
  • 3xx：重定向–要完成请求必须进行更进一步的操作。
  • 4xx：客户端错误–请求有语法错误或请求无法实现。
  • 5xx：服务器端错误–服务器未能实现合法的请求。

响应报头

常见的响应报头字段有: Server, Connection...。

响应报文

服务器返回给浏览器的文本信息，通常HTML, CSS, JS, 图片等文件就放在这一部分。

HTTP报文是明文，如果中间被截取的话会存在一些信息泄露的风险。那么在进入TCP报文之前对HTTP做一次加密就可以解决这个问题了。HTTPS协议的本质就是HTTP + SSL(or TLS)。在HTTP报文进入TCP报文之前，先使用SSL对HTTP报文进行加密。从网络的层级结构看它位于HTTP协议与TCP协议之间。 

具体可以参考以下文章：

https://segmentfault.com/a/1190000006879700

https://segmentfault.com/a/1190000009353010

 https://www.nowcoder.com/questionTerminal/4150a74bd14d4bd3a0d3f133376c97c7

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