网络http浏览器
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浏览器输入 URL 后发生了什么

一、解析 URL

首先，用户输入 URL 后浏览器根据输入的信息判断是进行 “搜索” 还是进行 “跳转网址”。如果是搜索内容，则将搜索内容加上默认的搜索引擎组合成新的 URL。如果用户输入的 URL 是合法网址，则直接跳转至输入的 URL 网址。

二、DNS 域名解析

浏览器通过 DNS 域名解析服务将输入的域名 解析为对应服务的 IP 地址，这样才能访问到域名指定的服务器。DNS 域名解析的过程如下：

1. 本地 DNS 服务器查询

客户端会依次在 浏览器缓存、本地 hosts 文件、本地 DNS 服务器缓存、本地 DNS 服务器 去查询域名，如果在任意一步查询到域名，直接返回域名对应的 IP 地址。

2. 根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器

如果在本地 DNS 服务器查询不到。那么本地 DNS 服务器则向上级域名服务器进行查询。查询过程为：

  • 首先本地 DNS 服务器向 根域名服务器 发起请求，根域名服务器是最高层次的，他只会返回 顶级域名服务器 的地址
  • 然后本地 DNS 服务器拿到这个 顶级域名服务器 的地址后，向其发起请求，获取 权威域名服务器 的地址
  • 最后本地 DNS 服务器通过 权威域名服务器，得到该域名对应的 IP 地址

当本地 DNS 服务器获取到这个域名对应的 IP 地址后，会进行缓存到 本地 DNS 服务器缓存中。然后给客户端（浏览器），浏览器也会进行缓存。

需要注意的是，DNS 使用的 UDP 协议。

三、TCP 连接

接下来判断应用层协议，如果是 HTTPS 协议，则会在 HTTP 的基本上加上 SSL/TLS 协议，用于加密安全通信。

1. TCP三次握手连接

  • 第一次握手：客户端发送连接请求报文，将SYN位置为1，seq为X，然后客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器的确认。
  • 第二次握手：服务器收到客户端的SYN报文段，就知道这是一个要建立连接的请求，然后服务器也回复一个 SYN+ACK 的报文段，其中 seq 为 y，ACK 为 x+1，用于确认收到了第一次握手请求的信息。发送后服务端进入SYN_RECV状态。
  • 第三次握手：客户端收到了服务器的 SYN+ACK 信息后，也返回一个ACK（ACK置为y+1）的确认报文。此后客户端和服务端都进入ESTABLISHED 状态，完成三次握手。

2. SSL握手连接

  • 第一阶段 ：客户端向服务器发送握手请求，包括自己的 TLS 版本 和所支持的 加密方式列表 以供服务器选择，还有一个”client random” 随机数字符串
  • 第二阶段 ：服务器对客户端进行回应，包括数字证书，服务器选择的 加密方式 和”server random” 随机数字符串
  • 第三阶段 ：客户端对服务器发来的数字证书进行验证，确保对方的合法身份，验证过程具体为（1）检查数字签名（2）验证证书链（3）检查证书有效期（4）检查证书的撤回状态
  • 第四阶段 ：客户端生成一个随机数字符串“pre_master”，然后将这个字符串经过服务器的公钥加密后，发送给服务器
  • 第五阶段 ：服务器使用私钥解密这个随机数字符串“pre_master”。以上就是非对称加密的过程
  • 第六阶段 ：那么此时，客户端和服务器均都有了相同的 client random、server random、pre_master，并使用相同的加密算法生成相同的对称密钥
  • 第七阶段 : 客户端发送经过对称密钥加密过的 “finished” 信号
  • 第八阶段 : 服务器发送经过对称密钥加密过的 “finished” 信号
  • 第九阶段 ：握手完成，之后双方通信使用对称密钥 进行加密，保证了安全通信。

四、HTTP 请求，服务器处理并返回请求

传输层连接建立后，浏览器就可以利用 HTTP/HTTPS 协议向服务器发送请求了。

HTTP 报文一般包括：请求行、请求头、请求体。

请求行：GET / HTTP/1.1，表示请求方法是 GET，路径为根路径，HTTP 协议版本为 1.1。

请求头，允许客户端向服务器传递请求的一些附加信息和客户端自身的信息。

最后是请求体，也就是请求正文。

服务器接收到请求后，进行解析请求头，如果头部有缓存相关信息，如：if-none-match 与 if-modified-since，服务器则会验证缓存是否有效，若有效则返回状态码为 304（表示自从上次请求后，请求的数据未修改过。服务器返回此响应时，不会返回数据内容）；若无效则重新返回资源，状态码为 200。

服务器返回的 HTTP 响应报文。一般包括：响应行、响应头、响应体。

响应行：HTTP/1.1 200 OK，表示 HTTP 协议版本，状态码和状态描述。

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、返回的数据类型等待

响应体：服务器返回给浏览器的文本信息，通过是 HTML、CSS、JS、图片等文件

五、浏览器解析并渲染页面

浏览器拿到服务器返回的数据之后，进行构建 DOM 树、样式计算、布局阶段、分层、栅格化和显示等等步骤

六、断开连接

如果连接之间没有数据传输了，那么就需要断开连接。进入到 TCP 四次挥手的阶段。

  • 第一次挥手 ：客户端（也可以是服务器端）发送一个 FIN 报文段给服务器，然后客户端进入FIN_WAIT_1 状态
  • 第二次挥手 ：服务器端收到了客户端发送的FIN报文段，向客户端回一个ACK确认报文，客户端进入FIN_WAIT_2状态
  • 第三次挥手 : 服务器端向客户端发送 FIN 报文表示这是一个要关闭连接的请求，同时服务端进入 LAST_ACK 状态。
  • 第四次挥手 ：客户端收到服务器端发送的FIN报文，向服务端发送ACK确认报文，然后客户端进入TIME_WAIT状态，服务端收到ACK确认报文后关闭连接，客户端等待 2MSL 时间（最大报文存活时间）后关闭连接。