WEB页面请求历程

下载一个Web页面#

当一台PC与网络连接时，没有IP地址就不能做任何事情(例如下载一个 Web 网页)。所以，主机所采取的一个网络相关的动作是运行 DHCP 协议，以从本地 DHCP 服务器获得一个 IP 地址以及其他信息。

主机运行DHCP协议发送DHCP请求报文：
DHCP请求报文(主机/应用层)-->UDP报文段(主机/运输层)-->IP数据报(主机/网络层)-->以太网帧(交换机/链路层);

以太网帧(交换机/链路层)-->广播到与交换机相连的所有设备-->以太网帧(路由器/链路层)；

以太网帧(路由器/链路层)-->IP数据报(DHCP服务器/网络层)-->UDP报文段(DHCP服务器/运输层)-->DHCP请求报文(DHCP服务器/应用层)；

DHCP服务器接收到DHCP请求报文后以CIDR块分配地址，并以一个DHCP ACK报文响应，该报文以上面相同的路径返回给请求主机，现在主机拥有了一个IP地址；

在主机被分配到IP后，就可以访问网页了，在浏览器输入网站域名后，浏览器通过生成一个TCP套接字用于向指定域名发送HTTP请求，为了生成该套接字，主机需要直到对应域名的服务器IP地址，因此现在需要使用DNS协议来获取服务器IP地址；

在发送DNS查询报文之前，主机协议通过ARP协议获取网关路由器的MAC地址；

主机运行DNS协议发送DNS查询报文：
DNS查询报文(主机/应用层)-->UDP报文段(主机/运输层)-->IP数据报(主机/网络层)-->以太网帧(网关路由器/链路层)；

以太网帧(路由器/链路层)-->BGP路由转发-->以太网帧(路由器/链路层)

以太网帧(路由器/链路层)-->IP数据报(DNS服务器/网络层)-->DNS查询报文(DNS服务器/应用层)；

DNS服务器找到域名对应的IP地址后，通过DNS回答报文以相同的发送路径返回给请求主机，现在主机知道了域名对应的IP地址；

现在，主机有了要访问域名对应的IP地址，因此可以生成TCP套接字来向服务器发送HTTP GET报文，在发送正式请求之前，主机与服务器需要先执行TCP三次握手来建立连接；

主机发送HTTP GET报文：
HTTP GET报文(主机/应用层)-->TCP报文段(主机/运输层)-->...--->TCP报文段(服务器主机/运输层)-->HTTP GET报文(服务器主机/应用层)；

服务器收到HTTP GET报文后，生成一个响应报文，将请求的Web页内容放入HTTP响应体中，并将报文通过TCP发送给请求主机；

使用七层OSI参考模型来详细描述下载一个Web页面的请求历程，可以展示每一层的具体作用和信息流动。以下是一个详细的流程图，基于Mermaid语法：

在这个流程图中，每一层的具体作用和信息流动如下：

应用层（Application Layer）：客户端发送HTTP请求报文（例如：GET /index.html HTTP/1.1\r\nHost: www.example.com\r\n\r\n）。
传输层（Transport Layer）：TCP协议处理，将应用层数据封装成TCP段（包含源端口、目标端口、序列号、确认号等）。
网络层（Network Layer）：IP协议处理，将传输层数据封装成IP数据包（包含源IP地址和目标IP地址等）。
数据链路层（Data Link Layer）：以太网帧封装，包含MAC地址等信息。
物理层（Physical Layer）：将数据转换成光信号或电信号，通过物理介质传输。

服务器接收到请求后，进行相应处理并返回HTTP响应，响应的流程也经过相同的七层模型：

物理层（Physical Layer）：光信号或电信号返回。
数据链路层（Data Link Layer）：数据解封装，从以太网帧中提取出IP数据包。
网络层（Network Layer）：从IP数据包中提取出TCP段。
传输层（Transport Layer）：从TCP段中提取出应用层数据。
应用层（Application Layer）：服务器返回HTTP响应（例如：HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\nContent-Length: 1234\r\n\r\n<html>...</html>）。

这种方式展示了整个网络请求过程中的每一层如何相互协作，共同完成一次Web页面的下载请求。

作者：issenxiao

版权：本作品采用「署名-非商业性使用-相同方式共享 4.0 国际」许可协议进行许可。