【学习笔记】浏览器输入一个网址回车后的全过程
2015-08-31 19:44
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1.首先在浏览器里输入网址：
2.浏览器查找域名的IP地址：
DNS查找过程如下：
1）浏览器缓存——浏览器会缓存DNS记录一段时间。
注意：操作系统没有告诉浏览器储存DNS记录得时间，这样不同的浏览器会储存各自固定的一个时间（2~30分钟不等）。
2）系统缓存——如果在浏览量缓存里没有找到需要的记录，浏览器会做一个系统调用（windows里是gethostbyname），这样
便可获得系统缓存中的记录。
3）路由器缓存——接着，前面的查询请求法向路由器，它一般会有自己的DNS缓存。
4）ISP（互联网服务提供商）DNS缓存——接下来要检查的是ISP（互联网服务提供商）缓存DNS的服务器，在这一般都能找
到相应的缓存记录。
5）递归搜索——你的ISP（互联网服务提供商）的DNS服务器从域名服务器开始进行递归搜索，从 .com顶级域名服务器
到Fcaebook的域名服务器。
注意：一般DNS服务器的缓存中会有 .com域名服务器中的域名，所以到顶级服务器的匹配过程不是那么必要了。
DNS递归查找如下图：
DNS有一点令人担忧，这就是像facebook.com这样的整个域名看上去只是对应一个单独地IP地址。
有几种方法可以消除这个瓶颈：
1）循环DNS是DNS查找时返回多个IP时的解决方案。例如：facebook.com实际上就对应了四个IP地址。
2）负载平衡器是一个特定IP地址进行侦听并将网络请求转发到集群服务器上的硬件设备，一些大型的站点一般都会使用这种
昂贵的高性能负载平衡器。
3）地理DNS根据用户所处的地理位置，通过把域名映射到多个不同的IP地址提高可扩展性，这样不同的服务器不能够更新同
步状态，但映射静态内容的话非常好。
4）Anycast是一个IP地址映射多个物理主机的路由技术，但是Anycast与TCP协议适应的不是很好，所以很少应用。
大多数DNS服务器使用Anycast来获得高效低延迟的DNS查找。
3.浏览器给web服务器发送一个HTTP请求
因为像facebook主页这样的动态页面，打开后在浏览器缓存中很快会过期，毫无疑问它们不能从中读取。
所以，浏览器把以下请求发送到facebook所在的服务器：
GET这个请求定义了要读取的URL：“http://facebook.com/”。浏览器自身定义（User-Agent头），和它希望接收什么类型的
响应（Accept and Accept-Encoding头）。
Connection头要求服务器为了后边的请求不要关闭TCP连接。
请求中也包含浏览器存储的该域名的cookies，在不同页面请求当中，cookies是与跟踪一个网站状态相匹配的键值。这样
cookies会存储登陆用户名，服务器分配的密码和一些用户设置等，cookies会以文本文档形式存储在客户机里，每次请求时
发送给服务器。
用来看原始HTTP请求及其相应的工具很多，像fiddler，FireBug这样的工具在网站优化时会帮上忙。
除了获取请求，还有一种是发送请求，它常在提交表单用到，发送请求通过URL传递其参数
（例:http://robozzle.com/puzzle.aspx?id=85）。
发送请求在请求正文头之后发送其参数。
像“http://facebook.com/”中的斜杠是至关重要的，这种情况下，浏览器能安全的添加斜杠。
而像“http://
ec89
example.com/folderOrFile”这样的地址，因为浏览器不清楚 folderOrFile 到时是文件夹还是文件，所以不能自动
添加斜杠。这时，浏览器就不加斜杠直接访问地址，服务器会响应一个重定向，结果造成一次不必要的握手。
4.facebook服务的永久重定向响应
图中所示为facebook服务器发回给浏览器的响应：
服务器给浏览器响应一个301永久重定向响应，这样浏览器就会访问“http://www.facebook.com/”
而非“http://facebook.com/”。
为什么服务器一定要重定向而不是直接发回用户想看的页面内容呢？
解答：
1）跟搜索引擎排名有关，如果一个页面有两个地址，就像http://www.igoro.com/ 和http://igoro.com/，搜索引擎会认为它们
是两个网站，结果造成每一个的搜索链接都减少从而降低排名。而搜索引擎知道301永久重定向是什么意思，这样就会把访
问带www的和不带www的地址归到同一个网站排名下。
2）用不同的地址会造成缓存友好性变差。当一个页面有好几个名字时，它可能会在缓存里出现好几次。
5.浏览器跟踪重定向地址
现在，浏览器知道了“http://www.facebook.com/”才是要访问的正确地址，所以它会发送另一个获取请求：
头信息与之前请求中的意义相同。
6.服务器“处理”请求
服务器接收到获取请求，然后处理并返回一个响应。
Web服务器软件：
Web服务器软件接收到HTTP请求，然后确定执行什么请求处理来处理它，请求处理就是一个能够读懂请求并且能生成HTML
来进程响应的程序。
举个最简单的例子：需求处理可以以映射网站地址结构的文件层次存储。像http://example.com/folder1/page1.aspx这个地址会映
射/httpdocs/folder1/page1.aspx这个文件。web服务器软件可以设置成为地址人工的对应请求处理，这样 page1.aspx的发布地址
就可以是http://example.com/folder1/page1。
请求处理：
请求处理阅读请求及它的参数和cookies，它会读取也可能更新一些数据，并将数据存储在服务器上，然后需求处理会生成一
个HTML响应。
难点：动态网站如何存储数据？
解答：小网站一半都会有一个SQL数据库来存储数据，存储大量数据和/或访问量大的网站不得不找一些办法把数据库分配到
多台机器上。
解决方案有：sharding（基于主键值讲数据表分散到多个数据库中），复制，利用弱语义一致性的简化数据库。
7.服务器发回一个HTML响应
图中为服务器生成并返回的响应：
整个响应大小为35KB。其中大部分在整理后以blob类型传输。
内容编码头告诉浏览器整个响应体用gzip算法进行压缩，解压blob块后，可以看到如下期望的HTML：
关于压缩，头信息说明了是否缓存这个页面，如果缓存的话如何去做，有什么cookies要去设置（前面这个响应里没有这点）
和隐私信息等等。
8.浏览器开始显示HTML
在浏览器没有完整接受全部HTML文档时，它就已经开始显示这个页面了：
9.浏览器发送获取嵌入在HTML中的对象
在浏览器显示HTML时，它会注意到需要获取其他地址内容的标签。
这时，浏览器会发送一个获取请求来重新获得这些文件。
下面是几个我们访问facebook.com时需要重获取的几个URL：
注意：这些地址都要经历一个和HTML读取类似的过程。所以浏览器会在DNS中查找这些域名，发送请求，重定向等等...
但不像动态页面那样，静态文件会允许浏览器对其进行缓存。有的文件可能会不需要与服务器通讯，而从缓存中直接读取。
服务器的响应中包含了静态文件保存的期限信息，所以浏览器知道要把它们缓存多长时间。还有，每个响应都可能包含像版
本号一样工作的ETag头（被请求变量的实体值），如果浏览器观察到文件的版本 ETag信息已经存在，就马上停止这个文件
的传输。
问题：“fbcdn.net”在地址中代表什么？
答案："Facebook内容分发网络"。
Facebook利用内容分发网络（CDN）分发像图片，CSS表和JavaScript文件这些静态文件。所以，这些文件会在全球很
多CDN的数据中心中留下备份。
静态内容往往代表站点的带宽大小，也能通过CDN轻松的复制。通常网站会使用第三方的CDN。例如，Facebook的静态文件
由最大的CDN提供商Akamai来托管。
10.浏览器发送异步（AJAX）请求
在Web 2.0伟大精神的指引下，页面显示完成后客户端仍与服务器端保持着联系。
以 Facebook聊天功能为例，它会持续与服务器保持联系来及时更新你那些亮亮灰灰的好友状态。为了更新这些头像亮着的好
友状态，在浏览器中执行的 JavaScript代码会给服务器发送异步请求。这个异步请求发送给特定的地址，它是一个按照程式
构造的获取或发送请求。还是在Facebook这个例子中，客户端发送给http://www.facebook.com/ajax/chat/buddy_list.php一个发布请
求来获取你好友里哪个在线的状态信息。
2.浏览器查找域名的IP地址：
DNS查找过程如下：
1）浏览器缓存——浏览器会缓存DNS记录一段时间。
注意：操作系统没有告诉浏览器储存DNS记录得时间，这样不同的浏览器会储存各自固定的一个时间（2~30分钟不等）。
2）系统缓存——如果在浏览量缓存里没有找到需要的记录，浏览器会做一个系统调用（windows里是gethostbyname），这样
便可获得系统缓存中的记录。
3）路由器缓存——接着，前面的查询请求法向路由器，它一般会有自己的DNS缓存。
4）ISP（互联网服务提供商）DNS缓存——接下来要检查的是ISP（互联网服务提供商）缓存DNS的服务器，在这一般都能找
到相应的缓存记录。
5）递归搜索——你的ISP（互联网服务提供商）的DNS服务器从域名服务器开始进行递归搜索，从 .com顶级域名服务器
到Fcaebook的域名服务器。
注意：一般DNS服务器的缓存中会有 .com域名服务器中的域名，所以到顶级服务器的匹配过程不是那么必要了。
DNS递归查找如下图：
DNS有一点令人担忧，这就是像facebook.com这样的整个域名看上去只是对应一个单独地IP地址。
有几种方法可以消除这个瓶颈：
1）循环DNS是DNS查找时返回多个IP时的解决方案。例如：facebook.com实际上就对应了四个IP地址。
2）负载平衡器是一个特定IP地址进行侦听并将网络请求转发到集群服务器上的硬件设备，一些大型的站点一般都会使用这种
昂贵的高性能负载平衡器。
3）地理DNS根据用户所处的地理位置，通过把域名映射到多个不同的IP地址提高可扩展性，这样不同的服务器不能够更新同
步状态，但映射静态内容的话非常好。
4）Anycast是一个IP地址映射多个物理主机的路由技术，但是Anycast与TCP协议适应的不是很好，所以很少应用。
大多数DNS服务器使用Anycast来获得高效低延迟的DNS查找。
3.浏览器给web服务器发送一个HTTP请求
因为像facebook主页这样的动态页面，打开后在浏览器缓存中很快会过期，毫无疑问它们不能从中读取。
所以，浏览器把以下请求发送到facebook所在的服务器：
GET这个请求定义了要读取的URL：“http://facebook.com/”。浏览器自身定义（User-Agent头），和它希望接收什么类型的
响应（Accept and Accept-Encoding头）。
Connection头要求服务器为了后边的请求不要关闭TCP连接。
请求中也包含浏览器存储的该域名的cookies，在不同页面请求当中，cookies是与跟踪一个网站状态相匹配的键值。这样
cookies会存储登陆用户名，服务器分配的密码和一些用户设置等，cookies会以文本文档形式存储在客户机里，每次请求时
发送给服务器。
用来看原始HTTP请求及其相应的工具很多，像fiddler，FireBug这样的工具在网站优化时会帮上忙。
除了获取请求，还有一种是发送请求，它常在提交表单用到，发送请求通过URL传递其参数
（例:http://robozzle.com/puzzle.aspx?id=85）。
发送请求在请求正文头之后发送其参数。
像“http://facebook.com/”中的斜杠是至关重要的，这种情况下，浏览器能安全的添加斜杠。
而像“http://
ec89
example.com/folderOrFile”这样的地址，因为浏览器不清楚 folderOrFile 到时是文件夹还是文件，所以不能自动
添加斜杠。这时，浏览器就不加斜杠直接访问地址，服务器会响应一个重定向，结果造成一次不必要的握手。
4.facebook服务的永久重定向响应
图中所示为facebook服务器发回给浏览器的响应：
服务器给浏览器响应一个301永久重定向响应，这样浏览器就会访问“http://www.facebook.com/”
而非“http://facebook.com/”。
为什么服务器一定要重定向而不是直接发回用户想看的页面内容呢？
解答：
1）跟搜索引擎排名有关，如果一个页面有两个地址，就像http://www.igoro.com/ 和http://igoro.com/，搜索引擎会认为它们
是两个网站，结果造成每一个的搜索链接都减少从而降低排名。而搜索引擎知道301永久重定向是什么意思，这样就会把访
问带www的和不带www的地址归到同一个网站排名下。
2）用不同的地址会造成缓存友好性变差。当一个页面有好几个名字时，它可能会在缓存里出现好几次。
5.浏览器跟踪重定向地址
现在，浏览器知道了“http://www.facebook.com/”才是要访问的正确地址，所以它会发送另一个获取请求：
头信息与之前请求中的意义相同。
6.服务器“处理”请求
服务器接收到获取请求，然后处理并返回一个响应。
Web服务器软件：
Web服务器软件接收到HTTP请求，然后确定执行什么请求处理来处理它，请求处理就是一个能够读懂请求并且能生成HTML
来进程响应的程序。
举个最简单的例子：需求处理可以以映射网站地址结构的文件层次存储。像http://example.com/folder1/page1.aspx这个地址会映
射/httpdocs/folder1/page1.aspx这个文件。web服务器软件可以设置成为地址人工的对应请求处理，这样 page1.aspx的发布地址
就可以是http://example.com/folder1/page1。
请求处理：
请求处理阅读请求及它的参数和cookies，它会读取也可能更新一些数据，并将数据存储在服务器上，然后需求处理会生成一
个HTML响应。
难点：动态网站如何存储数据？
解答：小网站一半都会有一个SQL数据库来存储数据，存储大量数据和/或访问量大的网站不得不找一些办法把数据库分配到
多台机器上。
解决方案有：sharding（基于主键值讲数据表分散到多个数据库中），复制，利用弱语义一致性的简化数据库。
7.服务器发回一个HTML响应
图中为服务器生成并返回的响应：
整个响应大小为35KB。其中大部分在整理后以blob类型传输。
内容编码头告诉浏览器整个响应体用gzip算法进行压缩，解压blob块后，可以看到如下期望的HTML：
关于压缩，头信息说明了是否缓存这个页面，如果缓存的话如何去做，有什么cookies要去设置（前面这个响应里没有这点）
和隐私信息等等。
8.浏览器开始显示HTML
在浏览器没有完整接受全部HTML文档时，它就已经开始显示这个页面了：
9.浏览器发送获取嵌入在HTML中的对象
在浏览器显示HTML时，它会注意到需要获取其他地址内容的标签。
这时，浏览器会发送一个获取请求来重新获得这些文件。
下面是几个我们访问facebook.com时需要重获取的几个URL：
注意：这些地址都要经历一个和HTML读取类似的过程。所以浏览器会在DNS中查找这些域名，发送请求，重定向等等...
但不像动态页面那样，静态文件会允许浏览器对其进行缓存。有的文件可能会不需要与服务器通讯，而从缓存中直接读取。
服务器的响应中包含了静态文件保存的期限信息，所以浏览器知道要把它们缓存多长时间。还有，每个响应都可能包含像版
本号一样工作的ETag头（被请求变量的实体值），如果浏览器观察到文件的版本 ETag信息已经存在，就马上停止这个文件
的传输。
问题：“fbcdn.net”在地址中代表什么？
答案："Facebook内容分发网络"。
Facebook利用内容分发网络（CDN）分发像图片，CSS表和JavaScript文件这些静态文件。所以，这些文件会在全球很
多CDN的数据中心中留下备份。
静态内容往往代表站点的带宽大小，也能通过CDN轻松的复制。通常网站会使用第三方的CDN。例如，Facebook的静态文件
由最大的CDN提供商Akamai来托管。
10.浏览器发送异步（AJAX）请求
在Web 2.0伟大精神的指引下，页面显示完成后客户端仍与服务器端保持着联系。
以 Facebook聊天功能为例，它会持续与服务器保持联系来及时更新你那些亮亮灰灰的好友状态。为了更新这些头像亮着的好
友状态，在浏览器中执行的 JavaScript代码会给服务器发送异步请求。这个异步请求发送给特定的地址，它是一个按照程式
构造的获取或发送请求。还是在Facebook这个例子中，客户端发送给http://www.facebook.com/ajax/chat/buddy_list.php一个发布请
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