美文网首页面试笔试
经典面试题:URL输入到页面展示经过的所有过程?

经典面试题:URL输入到页面展示经过的所有过程?

作者: 云峰yf | 来源:发表于2017-07-30 13:59 被阅读0次

    前言

    此题无论是在笔试题中还是面试题中,考察的频率都及其高,今天就图文并茂地梳理一下这个流程。
    这里我们以天猫(淘宝)为例。

    客户端的视角

    用户输入URL

    浏览器一般会根据历史记录自动补全url,有的浏览器直接从浏览器缓存中把页面展示出来。

    浏览器自动补全url chrome缓存

    浏览器解析url

    我们都知道,url其实是一种方便人类记忆的标识符,实际上计算机都是通过IP地址进行通信的。这个url转IP的过程就叫解析域名。
    步骤一般分为下面几步:

    1.利用本地host文件进行解析
    2.向本地DNS服务器请求解析
    3.本地DNS服务器向根DNS服务器、域服务器等请求解析(有递归和迭代两种方式)
    4.本地DNS服务器在请求完成后需要缓存url和ip的映射关系

    DNS解析图 淘宝网的DNS解析过程

    浏览器发起连接

    浏览器会先和服务器建立TCP连接(80端口),再构造http报文发送http请求,如果是https(443)还需要提供证书来加密。

    http报文

    由请求方法、请求头、请求正文等构成


    天猫的GET请求报文

    请求方法:
    GET 从服务器向客户端发送命名资源
    PUT 将客户端录入的数据存储到一个命名的服务器资源中去
    DELET 从服务器删除命名资源
    POST 将客户端数据发送到一个服务器网关应用程序
    HEAD 仅发送命名资源响应中的HTTP首部
    其他方法:比如TRACE、OPTION、LOCK、UNLOCK等,可查阅维基百科

    请求头:包括客户端的一些环境信息
    Accept:浏览器可接受的MIME类型。
    Accept-Encoding:浏览器能够进行解码的数据编码方式。
    Accept-Language:浏览器所希望的语言种类,当服务器能够提供一种以上的语言版本时要用到。
    Connection:表示是否需要持久连接。
    Content-Length:表示请求消息正文的长度。
    Cookie:浏览器端存储的信息
    Host:初始URL中的主机和端口。
    If-Modified-Since:只有当所请求的内容在指定的日期之后又经过修改才返回它,否则返回304“Not Modified”应答。
    Referer:包含一个URL,用户从该URL代表的页面出发访问当前请求的页面。
    User-Agent:浏览器类型,如果Servlet返回的内容与浏览器类型有关则该值非常有用。
    ...

    请求正文:一般是post或者put方法附带的请求信息

    访问天猫产生的其中一个post请求

    注意:在这个过程中可能会有重定向,浏览器会跟踪重定向地址,再次发送一个HTTP请求

    访问天猫的http站点会301重定向到https站点

    等待服务器返回报文

    这个过程用户也只能跟着等待,但是一般来说不会太久,前提是网络情况好的情况下。

    浏览器渲染页面

    浏览器根据返回的报文解析DOM树和CSSOM树、然后解析成Render树,开始渲染HTML页面(布局,绘制,展现),并请求相关资源(主流浏览器并发HTTP数量一般是4个或6个)。

    网络的视角

    客户端和服务端经历了tcp三次握手(SSL/TLS握手)

    • tcp三次握手

    第一次握手:客户端A将标志位SYN置为1,随机产生一个值为seq=J(J的取值范围为=1234567)的数据包到服务器,客户端A进入SYN_SENT状态,等待服务端B确认;
    第二次握手:服务端B收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端A请求建立连接,服务端B将标志位SYN和ACK都置为1,ack=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给客户端A以确认连接请求,服务端B进入SYN_RCVD状态。
    第三次握手:客户端A收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给服务端B,服务端B检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,客户端A和服务端B进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。

    TCP三次握手过程
    • SSL/TLS握手

    第一次握手:客户端先向服务器发出加密通信的请求,并且提供自己的一些信息(加密方法等),这被叫做ClientHello请求。
    第二次握手:服务器收到客户端请求后,向客户端发出回应,并且提供服务器证书、确认的加密方法等,这叫做SeverHello。
    第三次握手:客户端收到服务器回应以后,首先验证服务器证书,如果没问题的话会向服务器发送用于加密的随机数、编码改变通知、客户端握手结束通知。
    第四次握手:服务器收到客户端的随机数之后,计算生成本次会话所用的"会话密钥",然后向客户端发送编码改变通知和服务器握手结束通知。

    SSL/TLS四次握手过程

    充当中间人

    因为报文会经过路由设备、代理/网关、防火墙等,在网络里的这些设备都会做相应的处理,其中最常用的技术是CDN:想尽一切办法使用户可就近取得所需内容,尽可能地降低因为Internet网拥挤造成的慢,提高用户访问网站的响应速度。

    TCP四次挥手

    第一次挥手:客户端发送一个FIN,客户端进入FIN_WAIT_1状态。
    第二次挥手:服务端收到FIN后,发送一个ACK给客户端,确认序号为收到seq+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),服务端进入CLOSE_WAIT状态。
    第三次挥手:服务端发送一个FIN,服务端进入LAST_ACK状态。
    第四次挥手:客户端收到FIN后,客户端进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给服务端,确认序号为收到seq+1,服务端进入CLOSED状态,完成四次挥手。

    TCP四次挥手

    服务端的视角

    负载均衡

    请求报文不是直接到服务器的,可能是经过反向代理负载均衡处理过才到达的。
    负载均衡有DNS负载均衡、IP负载均衡等多种方式,常用的负载均衡算法有,轮询,随机,最少链接,源地址散列,加权等方式。

    处理请求

    如果服务端设置了反向代理的话,请求会先经过它,反向代理类似于"中间人",既可以是客户端,也可以是服务端,它最大的作用就是帮助服务端更有效率地处理报文,比如负载均衡、缓存静态内容等。

    返回响应报文

    有时候因为一些特殊的原因,比如http转https、网站结构调整等,会用301永久重定向或者302临时重定向响应客户端。

    天猫官网的返回报文

    响应报文由状态行、响应头、响应正文组成,比较重要的是状态行,响应头和响应正文可以类比请求头和请求正文,在此我不再赘述,有兴趣研究的朋友可以自行去查阅其他资料。

    状态码

    100~199 信息性状态码
    • 100 Continue
    • 101 Switching Protocols
    200~299 成功状态码
    • 200 OK
    • 201 Created
    • 202 Accepted
    • 203 Non-Authoritative Information
    • 204 No Content
    • 205 Reset Content
    300~399 重定向状态码
    • 300 Multiple Choices:客户端请求一个实际指向多个资源的URL时会返回这个状态码。
    • 301 Move Permanently:所请求的资源已经被移走(永久性重定向)。
    • 302 Found:临时性重定向。
    • 303 See Other:该状态码表示请求对应的资源存在另一个URL,应使用GET方法获取资源。
    • 304 Not Modified:该状态码表示客户端发送附带条件的请求(包含If-Match、If-Modified、no-store、no-cache、Expires、catch-control等首部)时,服务器端允许请求访问资源,但因发生请求为满足条件的情况后,直接返回304 Not Modified(服务器端资源未改变,可直接使用客户端未过期的缓存)。304状态码返回时,不包含任何响应的主体部分。304虽然放在3XX类别中,但是和重定向没有一点关系。
    • 307 Temporary Redirect:临时重定向。不会从POST变成GET。每种浏览器有可能出现不同的情况。
    400~499 客户端错误状态码
    • 400 Bad Request:请求报文中存在语法错误
    • 401 Unauthorized:用户需进行认证。
    • 403 Forbidden:表明对所请求资源的访问被服务器拒绝了。
    • 404 Not Found:服务器上无法找到所请求的资源,也有可能是服务器拒绝请求且不想说明理由时使用
    500~599 服务器错误
    • 500 Internal Sever Error:服务器遇到一个妨碍它为请求提供服务的错误时,使用此状态码
    • 502 Bad Gateway:网关错误
    • 503 Service Unavailable:用来说明服务器现在无法为请求提供服务,但是将来可以。如果服务器知道服务什么时候可用,可以在响应中包含一个Retry-After首部。
    • 504 Gateway Timeout

    总结

    一图抵千言

    URl输入到页面展示经过的所有过程

    参考资料

      • 维基百科
    • 《HTTP权威指南》
    • 《图解HTTP》
    • 《计算机网络原理 第四版》

    相关文章

      网友评论

        本文标题:经典面试题:URL输入到页面展示经过的所有过程?

        本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/uzqhlxtx.html