ndroid高階開發(fā)專欄

Java高級(jí)開發(fā)進(jìn)階專欄

TCP連接的三次握手和四次揮手

一文搞懂DNS域名解析的詳細(xì)流程

高并發(fā)與負(fù)載均衡：Nginx的反向代理和負(fù)載均衡

一文搞懂TCP/IP協(xié)議及Web基礎(chǔ)知識(shí)

一文搞懂HTTP協(xié)議的核心知識(shí)點(diǎn)

一文掌握 HTTP協(xié)議報(bào)文 包含的信息類型

一文搞懂HTTP協(xié)議 返回結(jié)果的HTTP狀態(tài)碼

一文搞懂 HTTP協(xié)議的報(bào)文首部

作為網(wǎng)絡(luò)專欄的開篇導(dǎo)文，本文概況介紹下經(jīng)典案例：從輸入一個(gè)網(wǎng)址到瀏覽器顯示頁面的全過程。

步驟概要介紹如下：

• 1、輸入網(wǎng)址
• 2、DNS解析獲取域名對(duì)應(yīng)的IP地址
• 3、建立TCP連接
• 4、web瀏覽器向web服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求
• 5、服務(wù)器的永久重定向響應(yīng)
• 6、瀏覽器跟蹤重定向地址
• 7、web服務(wù)器做出應(yīng)答
• 8、瀏覽器顯示 HTML
• 9、瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求獲取其他嵌入在 HTML 中的資源
• 10、web服務(wù)器關(guān)閉TCP連接

1、輸入網(wǎng)址

當(dāng)在瀏覽器中輸入網(wǎng)址時(shí)，瀏覽器其實(shí)就已在智能匹配 url 了，他會(huì)從歷史記錄，書簽等地方，找到已經(jīng)輸入的字符串可能對(duì)應(yīng)的 url，然后給出智能提示，讓你可以補(bǔ)全url地址。

對(duì)于 google的chrome 的瀏覽器，他甚至?xí)苯訌木彺嬷邪丫W(wǎng)頁展示出來，就是說，你還沒有按下 enter，頁面就出來了。

2、DNS解析獲取域名對(duì)應(yīng)的IP地址

請(qǐng)求一旦發(fā)起，瀏覽器首先要做的事情就是解析這個(gè)域名。

• 1、一般來說，瀏覽器會(huì)首先查看本地硬盤的 hosts 文件，看看其中有沒有和這個(gè)域名對(duì)應(yīng)的規(guī)則，如果有的話就直接使用 hosts 文件里面的 ip 地址。
• 2、如果在本地的 hosts 文件沒有能夠找到對(duì)應(yīng)的 ip 地址，瀏覽器會(huì)發(fā)出一個(gè) DNS請(qǐng)求到本地DNS服務(wù)器 。本地DNS服務(wù)器一般都是你的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器商提供，比如中國(guó)電信，中國(guó)移動(dòng)。
• 3、查詢你輸入的網(wǎng)址的DNS請(qǐng)求到達(dá)本地DNS服務(wù)器之后，本地DNS服務(wù)器會(huì)首先查詢它的緩存記錄，如果緩存中有此條記錄，就可以直接返回結(jié)果，此過程是遞歸的方式進(jìn)行查詢。如果沒有，本地DNS服務(wù)器還要向DNS根服務(wù)器進(jìn)行查詢。
• 4、根DNS服務(wù)器沒有記錄具體的域名和IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是告訴本地DNS服務(wù)器，你可以到域服務(wù)器上去繼續(xù)查詢，并給出域服務(wù)器的地址。這種過程是迭代的過程。
• 5、本地DNS服務(wù)器繼續(xù)向域服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，在這個(gè)例子中，請(qǐng)求的對(duì)象是.com域服務(wù)器。.com域服務(wù)器收到請(qǐng)求之后，也不會(huì)直接返回域名和IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是告訴本地DNS服務(wù)器，你的域名的解析服務(wù)器的地址。
• 6、最后，本地DNS服務(wù)器向域名的解析服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，這時(shí)就能收到一個(gè)域名和IP地址對(duì)應(yīng)關(guān)系，本地DNS服務(wù)器不僅要把IP地址返回給用戶電腦，還要把這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系保存在緩存中，以備下次別的用戶查詢時(shí)，可以直接返回結(jié)果，加快網(wǎng)絡(luò)訪問。

3、建立TCP連接

在HTTP工作開始之前，web瀏覽器首先要通過網(wǎng)絡(luò)與web服務(wù)器建立連接，該連接是通過TCP來完成的。

PS1：為什么要先建立TCP呢？

因?yàn)镠TTP是比TCP更高層次的應(yīng)用層協(xié)議，根據(jù)規(guī)則，只有低層協(xié)議建立之后才能進(jìn)行更高層次協(xié)議的連接，因此要先建立TCP連接，一般TCP連接的端口號(hào)是80

PS2：擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)：

TCP連接的三次握手和斷開的四次揮手 參照站內(nèi)文章：TCP 三次握手和四次揮手

4、web瀏覽器向web服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求

建立了TCP連接之后，web瀏覽器就會(huì)向web服務(wù)器發(fā)起一個(gè)http請(qǐng)求。

一個(gè)典型的 http request header 一般需要包括請(qǐng)求的方法，例如 GET 或者 POST 等，不常用的還有 PUT 和 DELETE 、HEAD、OPTION以及 TRACE 方法，一般的瀏覽器只能發(fā)起 GET 或者 POST 請(qǐng)求。

客戶端向服務(wù)器發(fā)起http請(qǐng)求的時(shí)候，會(huì)有一些請(qǐng)求信息，請(qǐng)求信息包含三個(gè)部分：

• 請(qǐng)求方法URI協(xié)議/版本
• 請(qǐng)求頭(Request Header)
• 請(qǐng)求正文：

下面是一個(gè)完整的HTTP請(qǐng)求例子：

GET/sample.jspHTTP/1.1
Accept:image/gif.image/jpeg,*/*
Accept-Language:zh-cn
Connection:Keep-Alive
Host:localhost
User-Agent:Mozila/4.0(compatible;MSIE5.01;Window NT5.0)
Accept-Encoding:gzip,deflate

username=jinqiao&password=1234

4.1、請(qǐng)求行

請(qǐng)求的第一行是“方法URL議/版本”：GET/sample.jsp HTTP/1.1

4.2、請(qǐng)求頭(Request Header)

請(qǐng)求頭包含許多有關(guān)的客戶端環(huán)境和請(qǐng)求正文的有用信息。例如，請(qǐng)求頭可以聲明瀏覽器所用的語言，請(qǐng)求正文的長(zhǎng)度等。

Accept:image/gif.image/jpeg.*/*
Accept-Language:zh-cn
Connection:Keep-Alive
Host:localhost
User-Agent:Mozila/4.0(compatible:MSIE5.01:Windows NT5.0)
Accept-Encoding:gzip,deflate.

4.3、請(qǐng)求正文

請(qǐng)求頭和請(qǐng)求正文之間是一個(gè)空行，這個(gè)行非常重要，它表示請(qǐng)求頭已經(jīng)結(jié)束，接下來的是請(qǐng)求正文。請(qǐng)求正文中可以包含客戶提交的查詢字符串信息：

username=jinqiao&password=1234

5、服務(wù)器的永久重定向響應(yīng)

服務(wù)器給瀏覽器響應(yīng)一個(gè)301永久重定向響應(yīng)，這樣瀏覽器就會(huì)訪問“http://www.google.com/” 而非“http://google.com/”。

為什么服務(wù)器一定要重定向而不是直接發(fā)送用戶想看的網(wǎng)頁內(nèi)容呢？其中一個(gè)原因跟搜索引擎排名有關(guān)。如果一個(gè)頁面有兩個(gè)地址，就像http://www.yy.com/和http://yy.com/，搜索引擎會(huì)認(rèn)為它們是兩個(gè)網(wǎng)站，結(jié)果造成每個(gè)搜索鏈接都減少從而降低排名。而搜索引擎知道301永久重定向是什么意思，這樣就會(huì)把訪問帶www的和不帶www的地址歸到同一個(gè)網(wǎng)站排名下。還有就是用不同的地址會(huì)造成緩存友好性變差，當(dāng)一個(gè)頁面有好幾個(gè)名字時(shí)，它可能會(huì)在緩存里出現(xiàn)好幾次。

重定向原因：

• 1、網(wǎng)站調(diào)整（如改變網(wǎng)頁目錄結(jié)構(gòu)）；
• 2、網(wǎng)頁被移到一個(gè)新地址；
• 3、網(wǎng)頁擴(kuò)展名改變(如應(yīng)用需要把.php改成.Html或.shtml)。

這種情況下，如果不做重定向，則用戶收藏夾或搜索引擎數(shù)據(jù)庫中舊地址只能讓訪問客戶得到一個(gè)404頁面錯(cuò)誤信息，訪問流量白白喪失；再者某些注冊(cè)了多個(gè)域名的網(wǎng)站，也需要通過重定向讓訪問這些域名的用戶自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到主站點(diǎn)等。

6、瀏覽器跟蹤重定向地址

現(xiàn)在瀏覽器知道了 "http://www.google.com/"才是要訪問的正確地址，所以它會(huì)發(fā)送另一個(gè)http請(qǐng)求。這里沒有啥好說的

7、web服務(wù)器做出應(yīng)答

經(jīng)過前面的步驟，服務(wù)器收到了我們的請(qǐng)求，也處理我們的請(qǐng)求，到這一步，它會(huì)把它的處理結(jié)果返回，也就是返回一個(gè)HTPP響應(yīng)。

HTTP響應(yīng)與HTTP請(qǐng)求相似，HTTP響應(yīng)也由3個(gè)部分構(gòu)成，分別是：

• 狀態(tài)行
• 響應(yīng)頭(Response Header)
• 響應(yīng)正文

HTTP/1.1 200 OK
Date: Sat, 31 Dec 2005 23:59:59 GMT
Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1
Content-Length: 122

＜html＞
＜head＞
＜title＞http＜/title＞
＜/head＞
＜body＞
＜!-- body goes here --＞
＜/body＞
＜/html＞

7.1、狀態(tài)行：

狀態(tài)行由協(xié)議版本、數(shù)字形式的狀態(tài)代碼、及相應(yīng)的狀態(tài)描述，各元素之間以空格分隔。

格式: HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF

例如: HTTP/1.1 200 OK \r\n

-- 協(xié)議版本：是用http1.0還是其他版本

-- 狀態(tài)描述：狀態(tài)描述給出了關(guān)于狀態(tài)代碼的簡(jiǎn)短的文字描述。比如狀態(tài)代碼為200時(shí)的描述為 ok

-- 狀態(tài)代碼：狀態(tài)代碼由三位數(shù)字組成，第一個(gè)數(shù)字定義了響應(yīng)的類別，且有五種可能取值。

狀態(tài)代碼具體協(xié)議定義如下：

1xx：信息性狀態(tài)碼，表示服務(wù)器已接收了客戶端請(qǐng)求，客戶端可繼續(xù)發(fā)送請(qǐng)求。
100 Continue
101 Switching Protocols

2xx：成功狀態(tài)碼，表示服務(wù)器已成功接收到請(qǐng)求并進(jìn)行處理。
200 OK 表示客戶端請(qǐng)求成功
204 No Content 成功，但不返回任何實(shí)體的主體部分
206 Partial Content 成功執(zhí)行了一個(gè)范圍（Range）請(qǐng)求

3xx：重定向狀態(tài)碼，表示服務(wù)器要求客戶端重定向。
301 Moved Permanently 永久性重定向，響應(yīng)報(bào)文的Location首部應(yīng)該有該資源的新URL
302 Found 臨時(shí)性重定向，響應(yīng)報(bào)文的Location首部給出的URL用來臨時(shí)定位資源
303 See Other 請(qǐng)求的資源存在著另一個(gè)URI，客戶端應(yīng)使用GET方法定向獲取請(qǐng)求的資源
304 Not Modified 服務(wù)器內(nèi)容沒有更新，可以直接讀取瀏覽器緩存
307 Temporary Redirect 臨時(shí)重定向。與302 Found含義一樣。302禁止POST變換為GET，但實(shí)際使用時(shí)并不一定，307則更多瀏覽器可能會(huì)遵循這一標(biāo)準(zhǔn)，但也依賴于瀏覽器具體實(shí)現(xiàn)

4xx：客戶端錯(cuò)誤狀態(tài)碼，表示客戶端的請(qǐng)求有非法內(nèi)容。
400 Bad Request 表示客戶端請(qǐng)求有語法錯(cuò)誤，不能被服務(wù)器所理解
401 Unauthonzed 表示請(qǐng)求未經(jīng)授權(quán)，該狀態(tài)代碼必須與 WWW-Authenticate 報(bào)頭域一起使用
403 Forbidden 表示服務(wù)器收到請(qǐng)求，但是拒絕提供服務(wù)，通常會(huì)在響應(yīng)正文中給出不提供服務(wù)的原因
404 Not Found 請(qǐng)求的資源不存在，例如，輸入了錯(cuò)誤的URL

5xx：服務(wù)器錯(cuò)誤狀態(tài)碼，表示服務(wù)器未能正常處理客戶端的請(qǐng)求而出現(xiàn)意外錯(cuò)誤。
500 Internel Server Error 表示服務(wù)器發(fā)生不可預(yù)期的錯(cuò)誤，導(dǎo)致無法完成客戶端的請(qǐng)求
503 Service Unavailable 表示服務(wù)器當(dāng)前不能夠處理客戶端的請(qǐng)求，在一段時(shí)間之后，服務(wù)器可能會(huì)恢復(fù)正常

7.2、響應(yīng)頭：

響應(yīng)頭部：由關(guān)鍵字/值對(duì)組成，每行一對(duì)，關(guān)鍵字和值用英文冒號(hào)":"分隔。

Date: Sat, 31 Dec 2005 23:59:59 GMT
Content-Type: text/html;charset=ISO-8859-1
Content-Length: 122

典型的響應(yīng)頭字段：

7.3、響應(yīng)正文

包含著我們需要的一些具體信息，比如cookie，html,image，后端返回的請(qǐng)求數(shù)據(jù)等等。這里需要注意，響應(yīng)正文和響應(yīng)頭之間有一行空格，表示響應(yīng)頭的信息到空格為止。

8、瀏覽器顯示 HTML

在瀏覽器沒有完整接受全部HTML文檔時(shí)，它就已經(jīng)開始顯示這個(gè)頁面了，瀏覽器是如何把頁面呈現(xiàn)在屏幕上的呢？

不同瀏覽器可能解析的過程不太一樣，這里我們只介紹webkit的渲染過程。下圖對(duì)應(yīng)的就是WebKit渲染的過程，這個(gè)過程包括：

解析html以構(gòu)建dom樹 -> 構(gòu)建render樹 -> 布局render樹 -> 繪制render樹：

9、瀏覽器發(fā)送請(qǐng)求獲取嵌入在 HTML 中的資源（如圖片、音頻、視頻、CSS、JS等等）

其實(shí)這個(gè)步驟可以并列在步驟8中，在瀏覽器顯示HTML時(shí)，它會(huì)注意到需要獲取其他地址內(nèi)容的標(biāo)簽。這時(shí)，瀏覽器會(huì)發(fā)送一個(gè)獲取請(qǐng)求來重新獲得這些文件。比如我要獲取外圖片，CSS，JS文件等，類似于下面的鏈接：

圖片：http://static.ak.fbcdn.net/rsrc.php/z12E0/hash/8q2anwu7.gif

CSS式樣表：http://static.ak.fbcdn.net/rsrc.php/z448Z/hash/2plh8s4n.css

JavaScript 文件：http://static.ak.fbcdn.net/rsrc.php/zEMOA/hash/c8yzb6ub.js

這些地址都要經(jīng)歷一個(gè)和HTML讀取類似的過程。所以瀏覽器會(huì)在DNS中查找這些域名，發(fā)送請(qǐng)求，重定向等等...

不像動(dòng)態(tài)頁面，靜態(tài)文件會(huì)允許瀏覽器對(duì)其進(jìn)行緩存。有的文件可能會(huì)不需要與服務(wù)器通訊，而從緩存中直接讀取，或者可以放到CDN中

10、web服務(wù)器關(guān)閉TCP連接

一般情況下，一旦web服務(wù)器向?yàn)g覽器發(fā)送了請(qǐng)求數(shù)據(jù)后，它就要關(guān)閉TCP連接，然后如果瀏覽器或者服務(wù)器在其頭信息加入這行代碼：

connection:keep-alive

這樣TCP連接將依然保持打開狀態(tài)，瀏覽器可以繼續(xù)通過相同的連接發(fā)送請(qǐng)求，保持連接，節(jié)省了為每個(gè)請(qǐng)求建立新連接所需要的的事件，同時(shí)節(jié)省了寬帶

實(shí)際上，在HTTP 1.1 版本的新特性中有一點(diǎn)是：默認(rèn)持久連接節(jié)省通信量，只要客戶端、服務(wù)端任意一端沒有明確斷開TCP連接，可以發(fā)送多次HTTP請(qǐng)求。

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