灵魂拷问第3篇:说一说从输入URL到页面呈现发生了什么?——网络篇
这是一个可以无限难的问题。出这个题目的目的就是为了考察你的 web 基础深入到什么程度。由于水平和篇幅有限,在这里我将把其中一些重要的过程给大家梳理一遍,相信能在绝大部分的情况下给出一个比较惊艳的答案。
这里我提前声明,由于是一个综合性非常强的问题,可能会在某一个点上深挖出非常多的细节,我个人觉得学习是一个循序渐进的过程,在明白了整体过程后再去自己研究这些细节,会对整个知识体系有更深的理解。同时,关于延申出来的细节点我都有参考资料,看完这篇之后不妨再去深入学习一下,扩展知识面。
好,正题开始。
此时此刻,你在浏览器地址栏输入了百度的网址:
https://www.baidu.com/
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网络请求
1. 构建请求
浏览器会构建请求行:
// 请求方法是GET,路径为根路径,HTTP协议版本为1.1
GET / HTTP/1.1
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2. 查找强缓存
先检查强缓存,如果命中直接使用,否则进入下一步。关于强缓存,如果不清楚可以参考上一篇文章。
3. DNS解析
由于我们输入的是域名,而数据包是通过IP地址
传给对方的。因此我们需要得到域名对应的IP地址
。这个过程需要依赖一个服务系统,这个系统将域名和 IP 一一映射,我们将这个系统就叫做DNS(域名系统)。得到具体 IP 的过程就是DNS
解析。
当然,值得注意的是,浏览器提供了DNS数据缓存功能。即如果一个域名已经解析过,那会把解析的结果缓存下来,下次处理直接走缓存,不需要经过 DNS解析
。
另外,如果不指定端口的话,默认采用对应的 IP 的 80 端口。
4. 建立 TCP 连接
这里要提醒一点,Chrome 在同一个域名下要求同时最多只能有 6 个 TCP 连接,超过 6 个的话剩下的请求就得等待。
假设现在不需要等待,我们进入了 TCP 连接的建立阶段。首先解释一下什么是 TCP:
TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。
建立 TCP连接
经历了下面三个阶段:
- 通过三次握手(即总共发送3个数据包确认已经建立连接)建立客户端和服务器之间的连接。
- 进行数据传输。这里有一个重要的机制,就是接收方接收到数据包后必须要向发送方
确认
, 如果发送方没有接到这个确认
的消息,就判定为数据包丢失,并重新发送该数据包。当然,发送的过程中还有一个优化策略,就是把大的数据包拆成一个个小包
,依次传输到接收方,接收方按照这个小包的顺序把它们组装
成完整数据包。 - 断开连接的阶段。数据传输完成,现在要断开连接了,通过四次挥手来断开连接。
读到这里,你应该明白 TCP 连接通过什么手段来保证数据传输的可靠性,一是三次握手
确认连接,二是数据包校验
保证数据到达接收方,三是通过四次挥手
断开连接。
当然,如果再深入地问,比如为什么要三次握手,两次不行吗?第三次握手失败了怎么办?为什么要四次挥手等等这一系列的问题,涉及计算机网络的基础知识,比较底层,但是也是非常重要的细节,希望你能好好研究一下,另外这里有一篇不错的文章,点击进入相应的推荐文章,相信这篇文章能给你启发。
5.发送 HTTP 请求
现在TCP连接
建立完毕,浏览器可以和服务器开始通信,即开始发送 HTTP 请求。浏览器发 HTTP 请求要携带三样东西:请求行、请求头和请求体。
首先,浏览器会向服务器发送请求行,关于请求行, 我们在这一部分的第一步就构建完了,贴一下内容:
// 请求方法是GET,路径为根路径,HTTP协议版本为1.1
GET / HTTP/1.1
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结构很简单,由请求方法、请求URI和HTTP版本协议组成。
同时也要带上请求头,比如我们之前说的Cache-Control、If-Modified-Since、If-None-Match都由可能被放入请求头中作为缓存的标识信息。当然了还有一些其他的属性,列举如下:
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9
Cache-Control: no-cache
Connection: keep-alive
Cookie: /* 省略cookie信息 */
Host: www.baidu.com
Pragma: no-cache
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (iPhone; CPU iPhone OS 11_0 like Mac OS X) AppleWebKit/604.1.38 (KHTML, like Gecko) Version/11.0 Mobile/15A372 Safari/604.1
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最后是请求体,请求体只有在POST
方法下存在,常见的场景是表单提交。
网络响应
HTTP 请求到达服务器,服务器进行对应的处理。最后要把数据传给浏览器,也就是返回网络响应。
跟请求部分类似,网络响应具有三个部分:响应行、响应头和响应体。
响应行类似下面这样:
HTTP/1.1 200 OK
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由HTTP协议版本
、状态码
和状态描述
组成。
响应头包含了服务器及其返回数据的一些信息, 服务器生成数据的时间、返回的数据类型以及对即将写入的Cookie信息。
举例如下:
Cache-Control: no-cache
Connection: keep-alive
Content-Encoding: gzip
Content-Type: text/html;charset=utf-8
Date: Wed, 04 Dec 2019 12:29:13 GMT
Server: apache
Set-Cookie: rsv_i=f9a0SIItKqzv7kqgAAgphbGyRts3RwTg%2FLyU3Y5Eh5LwyfOOrAsvdezbay0QqkDqFZ0DfQXby4wXKT8Au8O7ZT9UuMsBq2k; path=/; domain=.baidu.com
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响应完成之后怎么办?TCP 连接就断开了吗?
不一定。这时候要判断Connection
字段, 如果请求头或响应头中包含Connection: Keep-Alive,表示建立了持久连接,这样TCP
连接会一直保持,之后请求统一站点的资源会复用这个连接。
否则断开TCP
连接, 请求-响应流程结束。
总结
到此,我们来总结一下主要内容,也就是浏览器端的网络请求过程: