计算机基础---从输入 URL 到页面展示到底发生了什么？

从输入 URL 到页面展示到底发生了什么？

基础版本：

1. 在浏览器中输入指定网页的 URL。
2. 浏览器通过 DNS 协议，获取域名对应的 IP 地址。 [[八股文复习（总）#DNS 解析的过程是什么样的？]]
3. 浏览器根据 IP 地址和端口号，向目标服务器发起一个 TCP 连接请求。[[#建立连接-TCP 三次握手]]
4. 浏览器在 TCP 连接上，向服务器发送一个 HTTP 请求报文，请求获取网页的内容。
5. 服务器收到 HTTP 请求报文后，处理请求，并返回 HTTP 响应报文给浏览器。
6. 浏览器收到 HTTP 响应报文后，解析响应体中的 HTML 代码，渲染网页的结构和样式，同时根据 HTML 中的其他资源的 URL（如图片、CSS、JS 等），再次发起 HTTP 请求，获取这些资源的内容，直到网页完全加载显示。
7. 浏览器在不需要和服务器通信时，可以主动关闭 TCP 连接，或者等待服务器的关闭请求。 [[#断开连接-TCP 四次挥手]]

详细版本：

1、在浏览器地址栏输⼊URL

2、浏览器查看缓存，如果请求资源在缓存中并且新鲜，跳转到转码步骤

• 如果资源未缓存，发起新请求

• 如果已缓存，检验是否足够新鲜，足够新鲜直接提供给客户端，否则与服务器进⾏验证。

• 检验新鲜通常有两个HTTP头进⾏控制 Expires 和 Cache-Control：

• HTTP1.0提供 Expires，值为⼀个绝对时间表示缓存新鲜⽇期

• HTTP1.1增加了Cache-Control: max-age=time，值为以秒为单位的最⼤新鲜时间

3、浏览器解析URL获取协议，主机，端口，path

4、浏览器组装⼀个HTTP（GET）请求报文

5、浏览器获取主机 ip 地址，过程如下：

1. 浏览器缓存
2. 本机缓存
3. hosts文件
4. 路由器缓存
5. ISP DNS缓存
6. DNS递归查询（可能存在负载均衡导致每次IP不⼀样）

6、打开⼀个socket与目标IP地址，端口建立TCP链接，三次握手如下：

1. 客户端发送⼀个TCP的SYN=1，Seq=X的包到服务器端口
2. 服务器发回SYN=1， ACK=X+1， Seq=Y的响应包
3. 客户端发送ACK=Y+1， Seq=Z

7、TCP链接建⽴后发送HTTP请求

8、处理程序读取完整请求并准备HTTP响应，可能需要查询数据库等操作

9、服务器将响应报文通过TCP连接发送回浏览器

10、浏览器收到 HTTP 响应报文后，解析响应体中的 HTML 代码，渲染网页的结构和样式，同时根据 HTML 中的其他资源的 URL（如图片、CSS、JS 等），再次发起 HTTP 请求，获取这些资源的内容，直到网页完全加载显示

11、浏览器渲染完界面，然后根据情况选择关闭TCP连接或者保留重用，关闭TCP连接的四次握⼿如下：

1. 主动方发送Fin=1， Ack=Z， Seq= X报⽂
2. 被动方发送ACK=X+1， Seq=Z报⽂
3. 被动方发送Fin=1， ACK=X， Seq=Y报⽂
4. 主动方发送ACK=Y， Seq=X报⽂

用户打开一个网页的过程，都用了什么协议

1. DNS 协议（域名系统协议）

• 当用户在浏览器中输入网址（如www.example.com）时，首先会使用 DNS 协议。浏览器会向本地 DNS 服务器发送请求，查询域名对应的 IP 地址。如果本地 DNS 服务器没有缓存该域名的 IP 地址，它会向上级 DNS 服务器递归查询，直到查询到目标 IP 地址或者查询失败。

2. TCP 协议（传输控制协议）

• HTTP/HTTPS 协议都是基于 TCP 协议来传输数据的。TCP 协议提供可靠的、面向连接的字节流服务。
• 在建立连接时，会进行三次握手过程。客户端向服务器发送一个 SYN（同步）包，服务器收到后回复一个 SYN + ACK（同步 + 确认）包，客户端再回复一个 ACK 包，这样就建立了一个 TCP 连接。
• 在数据传输过程中，TCP 协议会对数据进行分段、编号、确认、重传等操作，以确保数据的可靠传输。
• 当数据传输完成后，会进行四次挥手过程来关闭连接。

3. HTTP/HTTPS 协议（超文本传输协议 / 安全的超文本传输协议）

• HTTP 协议
• 一旦获取到目标服务器的 IP 地址，浏览器会根据网页的类型使用 HTTP 协议（对于普通网页）或者 HTTPS 协议（对于加密的安全网页，如涉及用户登录、交易等敏感信息的网页）向目标服务器发送请求。
• HTTP 请求包含请求方法（如 GET、POST 等）、请求头（包含诸如 User - Agent、Accept 等信息，用于告诉服务器客户端的一些特性和需求）和请求体（对于 POST 等请求方法，包含要发送到服务器的数据）。
• 服务器接收到请求后，根据请求内容查找相应的资源（如 HTML 文件、图片、脚本等），并构建 HTTP 响应。响应包含状态码（如 200 表示成功，404 表示未找到资源等）、响应头（包含诸如 Content - Type 等信息，用于告诉浏览器响应内容的类型等）和响应体（包含实际的网页内容或者错误信息等）。
• HTTPS 协议
• 在 HTTPS 中，在 HTTP 协议的基础上增加了 SSL/TLS 加密层。在建立连接时，浏览器和服务器会进行 SSL/TLS 握手过程。
• 这个过程中，服务器会向浏览器发送数字证书（包含服务器的公钥等信息），浏览器验证证书的有效性（检查证书的颁发机构、有效期、是否被吊销等）。如果证书有效，浏览器会生成一个随机的对称密钥，用服务器的公钥加密后发送给服务器。
• 之后，双方就可以使用这个对称密钥对 HTTP 通信进行加密和解密，确保数据传输的安全性。

4. IP 协议（网际协议）

• TCP 协议的数据单元（段）会被封装到 IP 数据报中进行传输。IP 协议负责将数据报从源主机路由到目标主机，通过 IP 地址来确定数据报的传输路径。
• 在网络中，路由器根据 IP 数据报中的目的 IP 地址，查询路由表，选择合适的下一跳路径，将数据报转发到目标主机所在的网络。