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目錄
- 前言
- 1、DNS決議
- 2、TCP連接
- 3、發起HTTP請求
- 4、處理請求
- 5、瀏覽器渲染
- 6、TCP連接斷開
- 7、總結
前言
從地址欄輸入URL到顯示頁面都發生了什么?這是一道面試經常會考的面試題,那么下面我們就來探討一下從你輸入URL后到回應,都經歷了哪些程序,
1、DNS決議
我們在用戶PC中使用網頁瀏覽器來訪問外部服務器的內容,在網頁瀏覽器的地址欄中輸入外部服務器的域名,比如我們輸入www.porttest.com,用戶PC中的DNS客戶端行程會發送一個DNS查詢請求報文,其內容為域名www.porttest.com 所對應的IP地址是什么?
DNS 的查詢請求報文需要使用運輸層的UDP協議封裝成UDP用戶資料報,其首部中的源埠欄位值在短暫埠號49151~65535中挑選一個未被占用的埠號用來表示DNS客戶端行程行程,例如49152,目的埠欄位的值設定為53,這是DNS服務器端行程所使用的熟知埠號,

之后用戶PC將UDP用戶資料報封裝在IP資料報中通過以太網發送給DNS服務器,

DNS 服務器端收到該資料報后,從中解封出UDP用戶資料報,
UDP首部中的目的埠號為53,這表明應將該UDP用戶資料報的資料載荷部分,也就是DNS查詢請求報文,交付給本服務器中的DNS服務器端行程,DNS服務器端行程決議DNS查詢請求報文的內容,然后按其要求查找對應的IP地址,
首先,查詢請求會先找到本地DNS服務器來查詢是否包含IP地址,如果本地DNS無法查詢到目標IP地址,就會向根域名服務器發起一個DNS查詢,
如果根域名服務器無法告知本地DNS服務器下一步需要訪問哪個頂級域名服務器,就會使用遞回查詢,
如果根域名服務器能夠告知DNS 服務器下一步需要訪問的頂級域名服務器,就會使用迭代查詢,
再由根域名服務器->頂級域名服務器->權威DNS服務器后,由權威服務器告訴本地服務器目標IP地址,再由本地DNS服務器告訴用戶需要訪問的IP地址,
下圖是DNS 服務器層次系統決議域名 y.abc.com的IP地址程序,

得知目標IP地址之后,DNS服務器會給用戶PC發送DNS的回應報文,其內容為域名www.porttest.com 所對應的IP地址是192.168.0.3,
DNS回應報文需要使用運輸層的UDP協議封裝成UDP用戶資料報,其首部中的原埠欄位的值設定為熟知埠號53,表明這是DNS 服務器端行程所發送的UDP 用戶資料報,目的埠欄位的值設定為49152,這是之前用戶PC中發送DNS查詢請求報文的DNS客戶端行程所使用的短暫埠號,

DNS 服務器之后將UDP用戶資料報封裝在IP 資料報中,通過以太網發送給用戶PC,

用戶PC收到該資料報后,從中解封出UDP用戶資料報,UDP首部中的目的埠號為49452,這表明應將該UDP用戶資料報的資料載荷部分,也就是DNS的回應報文交付給用戶PC中的DNS客戶端行程,DNS客戶端行程決議DNS回應報文的內容,就可知道自己之前所請求的外部服務器的域名所對應的IP地址為192.168.0.3,

2、TCP連接
用戶PC的瀏覽器通過 DNS 獲取到 Web 服務器真正的 IP 地址后,便向 Web 服務器發起 TCP 連接請求,通過 TCP 三次握手建立好連接后,瀏覽器便可以將 HTTP 請求資料發送給Web服務器了,

3、發起HTTP請求
現在用戶PC中的HTTP客戶端行程可以向Web服務器發送HTTP請求報文了,其內容為首頁內容是什么? HTTP請求報文需要使用運輸層的TCP協議封裝成TCP報文段,其首部中的源埠欄位的值在短暫埠號49151~65535中挑選一個未被占用的用來表示HTTP客戶端行程,
例如:源埠仍然使用之前用過的49152,目的埠欄位的值設定為80,這是HTTP服務器端行程所使用的熟知埠號,之后將TCP報文段封裝在資料報中,通過以太網發送給Web服務器,

4、處理請求
Web服務器收到該資料報后,從中解封出TCP報文段,TCP 首部中的目的埠號為80,,這表明應該將該TCP報文段的資料載荷部分,也就是HTTP請求報文交付給本服務器中的HTTP 服務器端行程,
HTTP服務器端行程決議HTTP請求報文的內容,然后按其要求查找首頁內容,之后會給用戶PC發送HTTP回應報文,其內容是HTTP 客戶端所請求的首頁內容,
HTTP 回應報文需要使用運輸層的TCP協議封裝成TCP報文段,其首部中的源埠號欄位的值設定為熟知埠號80,表明這是HTTP服務器端行程所發送的TCP報文段,目的埠欄位的值設定為49152,這是之前用戶PC中發送HTTP 請求報文的HTTP客戶端行程所使用的短暫埠號,

之后Web服務器將TCP報文段封裝在IP資料報文中,通過以太網發送給用戶PC,

5、瀏覽器渲染
用戶PC收到該資料報后,從中解封出TCP報文段,TCP首部中的目的埠號為49152,,這表明應該將該TCP報文段的資料載荷部分,也就是HTTP回應報文交付給用戶PC中的HTTP客戶端行程,HTTP 客戶端行程決議HTTP回應報文的內容,并在網頁瀏覽器中進行顯示,

6、TCP連接斷開
最后客戶端和服務器通過四次揮手終止 TCP 連接,

7、總結
我們將上述程序總結成流程圖,如下如所示:
文字總結:
① DNS 決議:當用戶輸入一個網址并按下回車鍵的時候,瀏覽器獲得一個域名,而在實際通信程序中,我們需要的是一個 IP 地址,因此我們需要先把域名轉換成相應 IP 地址,
② TCP 連接:瀏覽器通過 DNS 獲取到 Web 服務器真正的 IP 地址后,便向 Web 服務器發起 TCP 連接請求,通過 TCP 三次握手建立好連接后,瀏覽器便可以將 HTTP 請求資料發送給服務器了,
③ 發送 HTTP 請求:瀏覽器向 Web 服務器發起一個 HTTP 請求,HTTP 協議是建立在 TCP 協議之上的應用層協議,其本質是在建立起的TCP連接中,按照HTTP協議標準發送一個索要網頁的請求,在這一程序中,會涉及到負載均衡等操作,
④ 處理請求并回傳:服務器獲取到客戶端的 HTTP 請求后,會根據 HTTP 請求中的內容來決定如何獲取相應的檔案,并將檔案發送給瀏覽器,
⑤ 瀏覽器渲染:瀏覽器根據回應開始顯示頁面,首先決議 HTML 檔案構建 DOM 樹,然后決議 CSS 檔案構建渲染樹,等到渲染樹構建完成后,瀏覽器開始布局渲染樹并將其繪制到螢屏上,
⑥ 斷開連接:客戶端和服務器通過四次揮手終止 TCP 連接,

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