成都网站建设设计

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从URL输入到页面展现到底发生什么?(笔记)-创新互联

从开发角度来说,总分为以下几个过程

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  1. 浏览器的地址栏输入URL并按下回车
  2. 浏览器查找当前URL是否存在缓存,并比较缓存是否过期
  3. DNS解析URL对应的IP
  4. 根据IP建立TCP链接(三次握手)
  5. HTTP发送请求
  6. 服务器处理请求,浏览器接收HTTP响应
  7. 渲染页面,构建DOM树
  8. 关闭TCP(四次挥手)
一、输入网站并解析

1.URL主要由四个部分组成:协议、域名、端口、路径;
2.输入URL后浏览器会解析出协议、域名、端口、路径等信息,并构建一个HTTP请求
3.缓存

  1. 浏览器请求前会根据请求头的expires和cache-control判断是否存在强缓存,如果存在直接从缓存中获取资源,并直接返回资源给浏览器进程;如果没有存在,进入下一步判断是否存在协议缓存
  2. 不存在强缓存,浏览器会发送请求根据请求头中的If-Modified-Since和If-None-Match判断是否存在协议缓存,如果存在直接返回资源给浏览器进程;如果强缓存和协议缓存都不存在 那么直接进入网络请求流程
缓存

强缓存
强缓存不和服务器交互,请求时间为0ms
客户端设置请求头Cache-Control,只有为:’no-store’ | ‘no-cache’ |‘max-age=0’才会生效; no-cache意思是不走强缓存,走协商缓存;no-store意思是不使用缓存; ax-age=0 的意思是告知客户端响应从一开始就已经过时因此需要重新验证;
POST请求不能设置缓存,只有GET请求可以设置

协议缓存
总结:协议缓存第一次发送请求的时候 服务器会返回状态码200和资源数据以及标识; 当下次请求时会对比资源标识 如果一致返回304状态码不返回资源数据;如果不一致则返回状态码200以及新的资源数据和新的标识;

协议缓存第一次发送请求的时候 服务器返回的状态码为200 内容是请求的资源 同时有一个Last-Modified/ETag的属性标记此文件在服务期端最后被修改的时间

当客户端第二次请求此URL链接的时候 根据HTTP协议,浏览器会向服务器传送 If-Modified-Since 报头,询问改时间之后文件有没有被修改过;

如果服务器的资源没有变化 则时间一样,自动返回状态码304且不返回资源,这样就能减少传输的数据量

如果服务器资源发送了改变或者重新启动了服务器 时间不一致,返回200状态码返回资源,客户端接受到后,会丢弃旧文件把新文件缓存起来显示在浏览器中;

DNS 域名解析

在浏览器输入URl后,首先要经过域名解析;因为浏览器并不能直接通过URL找到对应的服务器,而是要通过域名;所以浏览器会向DNS服务器发送域名,DNS服务器查询到与域名相对于的IP地址,然后返回给浏览器,浏览器在将IP地址打在协议上,同时请求参数也会在协议搭建,然后一并发送给对应的服务器。

DNS域名解析分为递归查询和迭代查询两种方式,现在一般为迭代方式

递归查询
浏览器、操作系统、路由器、都会缓存一些URL对应的IP地址,统称为DNS高速缓存。这是为了加快DNS的解析速度,使得不必每次都到根域名服务器中去查询
所谓递归查询:就是客户端主机查询的域名地址无法在本地域名服务器中找到,因此本地域名服务器就以DNS客户端的身份向其他根域名服务器发起请求,进行查询,而不是让客户端主机去一直查询;
递归过程:主机→本地DNS服务器→其他服务器 (如:我想要吃奶油蛋糕,找到了小红蛋糕店,问小红有没有奶油蛋糕,小红说没有但是可以帮你找小明蛋糕店它可能会有,问完后小明还真有,然后小明把蛋糕给了小红,小红在把蛋糕给我,这就是递归查询)

迭代查询
本地DNS服务器向其他服务器进行查询,如果没有查到就会给一个没有查到的信息,并将下一个阶段的其他服务器地址告知本地DNS服务器,本地域名服务器接收到后会继续进行请求查询,直到找到IP地址或者找不到IP返回报错信息,然后信息返回给客户端主机;迭代查询只会帮你找到相关的服务器,然后说我现在比较忙,你自己去找吧。
迭代过程:本地DNS服务器→根服务器,本地DNS服务器→顶级域名服务器,本地DNS服务器→权限域名服务器;(如:我想吃奶油蛋糕,找到了小红蛋糕店,小红说我没有你去找小明蛋糕店它可能有,我又去小明蛋糕店,小明说我也没有 你可以去小非蛋糕店,找到了小菲终于找到了奶油蛋糕,这就是迭代查询的过程)

DNS负载均衡
DNS负载均衡起到的作用是,现在很多网站有多个服务器,当一个网站的访问量过大时,如果请求都在一个服务器上就会崩溃,这时就可以用负载均衡的技术,在应答DNS查询的时候,会返回不同的解析结构,也就是返回不同IP地址,从而进行分流到不同服务器。

DNS预解析
在有多个不同服务器资源的情况下,都可采取DNS预解析,提前解析,减少页面卡顿。

二、TCP/IP连接:三次握手

在客户端发送数据之前会发起 TCP 三次握手用以同步客户端和服务端的序列号和确认号,并交换 TCP 窗口大小信息。

第一次握手:客户端A发送位码为SYN=1,随机产生一个值为seq=X(X的取值范围为=1234567)的数据包到服务器,服务端B由SYN=1知道,A要求建立联机;(第一次握手,由浏览器发起,告诉服务器我要发送请求了)

第二·次握手:服务端B收到请求后要确认联机信息,服务端B将标志位SYN和ACK都置为1,ack=X+1,随机产生一个值seq=Y,并将该数据包发送给客户端A以确认连接请求(第二次握手,由服务器发起,告诉浏览器我准备接受了,你赶紧发送吧)

第三次握手::客户端A收到确认后,检查ack是否为X+1,ACK是否为1,如果正确,客户端A会在发送ack =(Y+1 注:服务端B的seq +1),服务端B检查ack是否为Y+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功;(第三次握手,由浏览器发送,告诉服务器,我马上就发了,准备接受吧)

为什么需要三次握手
1.其实这是由TCP的自身特点可靠传输决定的
客户端和服务端要进行可靠传输,那么就需要确认双方的接收和发送能力。
第一次握手可以确认客服端的发送能力
第二次握手,服务端确认了发送能力和接受能力
第三次握手才可以确认客户端的接收能力
三次握手的主要目的是:为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,因而产生错误
其次三次握手的时候,是可以携带数据的。但是,第一次、第二次握手不可以携带数据。

三、 HTTP请求

TCP三次握手之后,开始发送HTTP请求报文至服务器

请求报文
HTTP请求报文由:请求行、请求头部、空行和请求数据四个部分组成。

响应报文
HTTP响应也由四个部分组成,分别是:状态行、消息报头、空行和响应正文。

HTTP协议特点

  1. 简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有 GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于 HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快。
  2. 灵活:HTTP允许传输任意类型的数据对象。
  3. 无连接:无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。
  4. 无状态:HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

各协议与HTTP协议关系

  1. DNS 服务:解析域名至对应的IP地址
  2. TCP 协议:将请求报文按序号分割成多个报文段
  3. IP 协议:搜索对方的地址,一边中转一边传送
四、服务器处理请求并返回 HTTP 报文

服务器收到请求后会发出应答,即响应数据。HTTP响应与HTTP请求相似, HTTP响应报文格式:状态行+响应头+空行+消息体,状态行包括HTTP版本号、状态码、状态说明。

五、浏览器解析渲染页面

浏览器拿到响应文本后,解析HTML代码,请求js,css等资源,最后进行页面渲染,呈现给用户;
分为以下几个步骤:

  1. 根据HTML文件解析出DOM树;
  2. 根据CSS解析出 CSSOM 树(CSS规则树)
  3. 将 DOM树和 CSSOM树合并,构建Render树(渲染树)
  4. 根据Render树进行节点信息计算(Layout–重排,回流)
  5. 根据计算好的信息绘制整个页面(Paint–重绘)

回流和重绘

重绘
当页面中元素样式的改变并不影响它在文档流中的位置时(例如:color、background-color、visibility等),浏览器会将新样式赋予给元素并重新绘制它,这个过程称为重绘。

回流
当Render树中部分或全部元素的尺寸、结构、或某些属性发生改变时,浏览器重新渲染部分或全部文档的过程称为回流。
引起回流例如:1.页面首次渲染,2.浏览器窗口大小发生改变,3.元素尺寸或位置发生改变,4.元素字体大小变化等;
减少回流例如:1.避免设置多层内联样式,2.避免使用CSS表达式等;
回流必将引起重绘,而重绘不一定会引起回流。

六、断开连接:TCP 四次挥手
  1. 刚开始双方都处于链接状态,假如是客户端先发起关闭请求
  2. 第一次挥手:客户端发送一个FIN报文,报文中会指定一个序列号。此时客户端处于FIN_WAIT1状态 (由浏览器告诉服务器,我请求报文发送完了,你准备关闭吧)
  3. 第二次挥手:服务端收到FIN之后,会发送ACK报文,且把客户端的序列号值+1作为ACK报文的序列号值,表明已经收到客户端的报文了,此时服务端处于CLOSE_WAIT状态 (由服务器告诉浏览器,我请求报文接受完了,我准备关闭了,你也准备吧)
  4. 第三次挥手:如果服务端也想断开连接了,和客户端的第一次挥手一样,发送FIN报文,且指定一个序列号。此时服务端处于LAST_ACK的状态 (由服务器告诉浏览器,我响应报文发送完了,你准备关闭吧)
  5. 客户端向服务端发送报文段,Ack、Seq;然后进入等待 TIME_WAIT 状态;被动方收到发起方的报文段以后关闭连接。发起方等待一定时间未收到回复,则正常关闭。(由浏览器告诉服务器,我响应报文接收完了,我准备关闭了,你也准备吧)

简单点说就是:
1、客户端→服务端:客户端告诉服务端:“我发完了”
2、服务端→客户端:服务端告诉客户端:“好的,我知道你发完了”
3、服务端→客户端:服务端告诉客户端:“我收完了”;
4、客户端→服务端:客户端告诉服务端:“好的,我知道你发完也收完了”

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