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id="知识点深入"></a>知识点深入<a class="hash-link" href="#知识点深入" title="Direct link to heading">#</a></h2><h3><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h3 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="1-url-输入"></a>1. URL 输入<a class="hash-link" href="#1-url-输入" title="Direct link to heading">#</a></h3><p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/15681693/131242120-9965c535-cc8b-41fe-8db1-b3aa228e9d04.png" alt="URL地址"></p><p>URL（统一资源定位符，Uniform Resource Locator）用于定位互联网上资源，俗称网址。</p><p>我们在地址栏输入 HZFE 官方网址 hzfe.org 后敲下回车，浏览器会对输入的信息进行以下判断：</p><ol><li>检查输入的内容是否是一个合法的 URL 链接。</li><li>是，则判断输入的 URL 是否完整。如果不完整，浏览器可能会对域进行猜测，补全前缀或者后缀。</li><li>否，将输入内容作为搜索条件，使用用户设置的默认搜索引擎来进行搜索。</li></ol><p>大部分浏览器会从历史记录、书签等地方开始查找我们输入的网址，并给出智能提示。</p><h3><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h3 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="2-dnsdomain-name-system解析"></a>2. DNS（Domain Name System）解析<a class="hash-link" href="#2-dnsdomain-name-system解析" title="Direct link to heading">#</a></h3><p>因为浏览器不能直接通过域名找到对应的服务器 IP 地址，所以需要进行 DNS 解析，查找到对应的 IP 地址进行访问。</p><p>DNS 解析流程如下：</p><p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/17002181/131223396-d385b4a9-1952-402f-90e8-ab98e5f3f5e6.png" alt="DNS 解析"></p><ol><li>在浏览器中输入 hzfe.org 域名，操作系统检查浏览器缓存和本地的 hosts 文件中，是否有这个网址记录，有则从记录里面找到对应的 IP 地址，完成域名解析。</li><li>查找本地 DNS 解析器缓存中，是否有这个网址记录，有则从记录里面找到对应的 IP 地址，完成域名解析。</li><li>使用 TCP/IP 参数中设置的 DNS 服务器进行查询。如果要查询的域名包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果，完成域名解析。</li><li>检查本地 DNS 服务器是否缓存该网址记录，有则返回解析结果，完成域名解析。</li><li>本地 DNS 服务器发送查询报文至根 DNS 服务器，根 DNS 服务器收到请求后，用顶级域 DNS 服务器地址进行响应。</li><li>本地 DNS 服务器发送查询报文至顶级域 DNS 服务器。顶级域 DNS 服务器收到请求后，用权威 DNS 服务器地址进行响应。</li><li>本地 DNS 服务器发送查询报文至权威 DNS 服务器，权威 DNS 服务器收到请求后，用 hzfe.org 的 IP 地址进行响应，完成域名解析。</li></ol><p>查询通常遵循以上流程，从请求主机到本地 DNS 服务器的查询是递归查询，DNS 服务器获取到所需映射的查询过程是迭代查询。</p><h3><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h3 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="3-建立-tcp-连接"></a>3. 建立 TCP 连接<a class="hash-link" href="#3-建立-tcp-连接" title="Direct link to heading">#</a></h3><blockquote><p>世界上几乎所有的 HTTP 通信都是由 TCP/IP 承载的，TCP/IP 是全球计算机及网络设备都在使用的一种常用的分组交换网络分层。 HTTP 的连接实际上就是 TCP 连接以及其使用规则。 –《HTTP 权威指南》</p></blockquote><p>当浏览器获取到服务器的 IP 地址后，浏览器会用一个随机的端口（1024 < 端口 < 65535）向服务器 80 端口发起 TCP 连接请求（注：HTTP 默认约定 80 端口，HTTPS 为 443 端口）。这个连接请求到达服务端后，通过 TCP 三次握手，建立 TCP 的连接。</p><h4><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h4 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="31-分层模型"></a>3.1 分层模型<a class="hash-link" href="#31-分层模型" title="Direct link to heading">#</a></h4><div class="codeBlockContainer_K1bP"><div class="codeBlockContent_hGly"><pre tabindex="0" class="prism-code language-undefined codeBlock_23N8 thin-scrollbar" style="color:#393A34;background-color:#f6f8fa"><code class="codeBlockLines_39YC"><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> ----------------------------------</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> 7| 应用层 | | HTTP |</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain" style="display:inline-block">
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</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> 6| 表示层 | 应用层 |</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain" style="display:inline-block">
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</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> 5| 会话层 | | |</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> ---------------------------------</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> 4| 传输层 | 传输层 | TCP TLS |</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> ---------------------------------</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> 3| 网络层 | 网络层 | IP |</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> ---------------------------------</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> 2| 数据链路层</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> | 链路层</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> 1| 物理层</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> --------------------------------</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> [OSI] | [TCP/IP]</span></span></code></pre><button type="button" aria-label="Copy code to clipboard" class="copyButton_Ue-o clean-btn">Copy</button></div></div><h4><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h4 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="32-tcp-三次握手"></a>3.2 TCP 三次握手<a class="hash-link" href="#32-tcp-三次握手" title="Direct link to heading">#</a></h4><div class="codeBlockContainer_K1bP"><div class="codeBlockContent_hGly"><pre tabindex="0" class="prism-code language-undefined codeBlock_23N8 thin-scrollbar" style="color:#393A34;background-color:#f6f8fa"><code class="codeBlockLines_39YC"><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"># SYN 是建立连接时的握手信号，TCP 中发送第一个 SYN 包的为客户端，接收的为服务端</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"># TCP 中，当发送端数据到达接收端时，接收端返回一个已收到消息的通知。这个消息叫做确认应答 ACK</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain" style="display:inline-block">
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</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> 假设有客户端A，服务端B。我们要建立可靠的数据传输。</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> SYN(=j) // SYN: A 请求建立连接</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> A ----------> B</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> |</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> ACK(=j+1) | // ACK: B 确认应答 A 的 SYN</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> SYN(=k) | // SYN: B 发送一个 SYN</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> A <-----------</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> |</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> | ACK(=k+1)</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> -----------> B // ACK: A 确认应答 B 的包</span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain" style="display:inline-block">
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</span></span></code></pre><button type="button" aria-label="Copy code to clipboard" class="copyButton_Ue-o clean-btn">Copy</button></div></div><ol><li>客户端发送 SYN 包（seq = j）到服务器，并进入 SYN_SEND 状态，等待服务器确认。</li><li>服务器收到 SYN 包，必须确认客户的 SYN（ACK = k + 1），同时自己也发送一个 SYN 包（seq = k），即 SYN+ACK 包，此时服务器进入 SYN_RECV 状态。</li><li>客户端收到服务器的 SYN+ACK 包，向服务器发送确认包 ACK（ACK = k + 1），此包发送完毕，客户端和服务器进入 ESTABLISHED 状态，完成三次握手。</li></ol><h3><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h3 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="4-tls-协商"></a>4. TLS 协商<a class="hash-link" href="#4-tls-协商" title="Direct link to heading">#</a></h3><p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/15681693/125198502-bbe02c00-e294-11eb-8764-1e4674977b40.png" alt="TLS协商"></p><p>建立连接后就可以通过 HTTP 进行数据传输。如果使用 HTTPS，会在 TCP 与 HTTP 之间多添加一层协议做加密及认证的服务。HTTPS 使用 SSL（Secure Socket Layer） 和 TLS（Transport Layer Security） 协议，保障了信息的安全。</p><ul><li><p>SSL</p><ul><li>认证用户和服务器，确保数据发送到正确的客户端和服务器。</li><li>加密数据防止数据中途被窃取。</li><li>维护数据的完整性，确保数据在传输过程中不被改变。</li></ul></li><li><p>TLS</p><ul><li>用于在两个通信应用程序之间提供保密性和数据完整性。该协议由两层组成：TLS 记录协议（TLS Record）和 TLS 握手协议（TLS Handshake）。较低的层为 TLS 记录协议，位于某个可靠的传输协议（例如 TCP）上面。</li></ul></li></ul><h4><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h4 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="41-tls-握手协议"></a>4.1 TLS 握手协议<a class="hash-link" href="#41-tls-握手协议" title="Direct link to heading">#</a></h4><p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/17002181/131222941-02fc347d-32c1-41ff-80b1-4f47a23f833f.png" alt="TLS握手协议"></p><ol><li>客户端发出一个 client hello 消息，携带的信息包括：所支持的 SSL/TLS 版本列表；支持的与加密算法；所支持的数据压缩方法；随机数 A。</li><li>服务端响应一个 server hello 消息，携带的信息包括：协商采用的 SSL/TLS 版本号；会话 ID；随机数 B；服务端数字证书 serverCA；由于双向认证需求，服务端需要对客户端进行认证，会同时发送一个 client certificate request，表示请求客户端的证书。</li><li>客户端校验服务端的数字证书；校验通过之后发送随机数 C，该随机数称为 pre-master-key，使用数字证书中的公钥加密后发出；由于服务端发起了 client certificate request，客户端使用私钥加密一个随机数 clientRandom 随客户端的证书 clientCA 一并发出。</li><li>服务端校验客户端的证书，并成功将客户端加密的随机数 clientRandom 解密；根据随机数 A/随机数 B/随机数 C（pre-master-key） 产生动态密钥 master-key，加密一个 finish 消息发至客户端。</li><li>客户端根据同样的随机数和算法生成 master-key，加密一个 finish 消息发送至服务端。</li><li>服务端和客户端分别解密成功，至此握手完成，之后的数据包均采用 master-key 进行加密传输。</li></ol><h3><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h3 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="5-服务器响应"></a>5. 服务器响应<a class="hash-link" href="#5-服务器响应" title="Direct link to heading">#</a></h3><p>当浏览器到 web 服务器的连接建立后，浏览器会发送一个初始的 HTTP GET 请求，请求目标通常是一个 HTML 文件。服务器收到请求后，将发回一个 HTTP 响应报文，内容包括相关响应头和 HTML 正文。</p><div class="codeBlockContainer_K1bP"><div class="codeBlockContent_hGly HTML"><pre tabindex="0" class="prism-code language-HTML codeBlock_23N8 thin-scrollbar" style="color:#393A34;background-color:#f6f8fa"><code class="codeBlockLines_39YC"><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"><html></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> <head></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> <meta charset="UTF-8"/></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> <title>我的博客</title></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> <link rel="stylesheet" src="styles.css"/></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> <scrIPt src="index.js"></scrIPt></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"></head></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"><body></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> <h1 class="heading">首页</h1></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> <p>A paragraph with a <a href="https://hzfe.org/">link</a></p></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"> <scrIPt src="index.js"></scrIPt></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"></body></span></span><span class="token-line" style="color:#393A34"><span class="token plain"></html></span></span></code></pre><button type="button" aria-label="Copy code to clipboard" class="copyButton_Ue-o clean-btn">Copy</button></div></div><h4><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h4 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="51-状态码"></a>5.1 状态码<a class="hash-link" href="#51-状态码" title="Direct link to heading">#</a></h4><p>状态码是由 3 位数组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五类可能取值</p><ul><li>1xx：指示信息——表示请求已接收，继续处理</li><li>2xx：成功——表示请求已被成功接收、理解、接受</li><li>3xx：重定向——要完成请求必须进行更进一步的操作</li><li>4xx：客户端错误——请求有语法错误或请求无法实现</li><li>5xx：服务器端错误——服务器未能实现合法的请求</li></ul><h4><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h4 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="52-常见的请求头和字段"></a>5.2 常见的请求头和字段<a class="hash-link" href="#52-常见的请求头和字段" title="Direct link to heading">#</a></h4><ul><li>Cache-Control：must-revalidate、no-cache、private（是否需要缓存资源）</li><li>Connection：keep-alive（保持连接）</li><li>Content-Encoding：gzip（web 服务器支持的返回内容压缩编码类型）</li><li>Content-Type：text/html；charset=UTF-8（文件类型和字符编码格式）</li><li>Date：Sun， 21 Sep 2021 06:18:21 GMT（服务器消息发出的时间）</li><li>Transfer-Encoding：chunked（服务器发送的资源的方式是分块发送）</li></ul><h4><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h4 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="53-http-响应报文"></a>5.3 HTTP 响应报文<a class="hash-link" href="#53-http-响应报文" title="Direct link to heading">#</a></h4><p>响应报文由四部分组成（响应行 + 响应头 + 空行 + 响应体）</p><ul><li>状态行：HTTP 版本 + 空格 + 状态码 + 空格 + 状态码描述 + 回车符（CR） + 换行符（LF）</li><li>响应头：字段名 + 冒号 + 值 + 回车符 + 换行符</li><li>空行：回车符 + 换行符</li><li>响应体：由用户自定义添加，如 post 的 body 等</li></ul><h3><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h3 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="6-浏览器解析并绘制"></a>6. 浏览器解析并绘制<a class="hash-link" href="#6-浏览器解析并绘制" title="Direct link to heading">#</a></h3><p>不同的浏览器引擎渲染过程都不太一样，这里以 Chrome 浏览器渲染方式为例。</p><p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/15681693/131242132-b299c8ec-1c61-4dc0-86b8-62b3bbdae612.png" alt="webkit render"></p><ol><li>处理 HTML 标记并构建 DOM 树。</li><li>处理 CSS 标记并构建 CSSOM 树。</li><li>将 DOM 与 CSSOM 合并成一个渲染树。</li><li>根据渲染树来布局，以计算每个节点的几何信息。</li><li>将各个节点绘制到屏幕上。</li></ol><h3><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h3 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="7-tcp-断开连接"></a>7. TCP 断开连接<a class="hash-link" href="#7-tcp-断开连接" title="Direct link to heading">#</a></h3><p>现在的页面为了优化请求的耗时，默认都会开启持久连接（keep-alive），那么一个 TCP 连接确切关闭的时机，是这个 tab 标签页关闭的时候。这个关闭的过程就是<strong>四次挥手</strong>。关闭是一个全双工的过程，发包的顺序是不一定的。一般来说是客户端主动发起的关闭，过程如下图所示：
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<img src="https://user-images.githubusercontent.com/15681693/131242424-462d98ac-3e6b-4004-b494-8e29efc584c3.png" alt="TCP 四次挥手"></p><ol><li>主动关闭方发送一个 FIN，用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是主动关闭方告诉被动关闭方：我已经不会再给你发数据了（在 FIN 包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的 ACK 确认报文，主动关闭方依然会重发这些数据），但此时主动关闭方还可以接受数据。</li><li>被动关闭方收到 FIN 包后，发送一个 ACK 给对方，确认序号为收到序号+1（与 SYN 相同，一个 FIN 占用一个序号）。</li><li>被动关闭方发送一个 FIN，用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送，也就是告诉主动关闭方，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。</li><li>主动关闭方收到 FIN 后，发送一个 ACK 给被动关闭方，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手。</li></ol><h2><a aria-hidden="true" tabindex="-1" class="anchor anchor__h2 anchorWithHideOnScrollNavbar_3R7-" id="参考资料"></a>参考资料<a class="hash-link" href="#参考资料" title="Direct link to heading">#</a></h2><ol><li><a href="HTTPS://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/Performance/How_browsers_work" target="_blank" rel="noopener noreferrer">How_browsers_work</a></li><li><a href="HTTPS://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/DOMTokenList" target="_blank" rel="noopener noreferrer">DOMTokenList</a></li><li><a href="HTTP://www.ruanyifeng.com/blog/2014/09/illustration-ssl.html" target="_blank" rel="noopener noreferrer">图解 SSL/TLS 协议 </a></li><li><a href="HTTPS://zh.wikIPedia.org/wiki/%E5%9F%9F%E5%90%8D%E7%B3%BB%E7%BB%9F" target="_blank" rel="noopener noreferrer">DNS 域名系统</a></li></ol></div></article><nav class="pagination-nav docusaurus-mt-lg" aria-label="Docs pages navigation"><div class="pagination-nav__item"><a class="pagination-nav__link" href="/awesome-interview/book1/algorithm-balanced-binary-trees"><div class="pagination-nav__sublabel">Previous</div><div class="pagination-nav__label">« 算法：平衡二叉树</div></a></div><div class="pagination-nav__item pagination-nav__item--next"><a class="pagination-nav__link" href="/awesome-interview/book2/browser-render-mechanism"><div class="pagination-nav__sublabel">Next</div><div class="pagination-nav__label">浏览器：浏览器渲染机制 »</div></a></div></nav></div></div><div class="col col--3"><div class="tableOfContents_35-E thin-scrollbar"><ul class="table-of-contents table-of-contents__left-border"><li><a href="#回答关键点" class="table-of-contents__link">回答关键点</a></li><li><a href="#知识点深入" class="table-of-contents__link">知识点深入</a><ul><li><a href="#1-url-输入" class="table-of-contents__link">1. URL 输入</a></li><li><a href="#2-dnsdomain-name-system解析" class="table-of-contents__link">2. DNS（Domain Name System）解析</a></li><li><a href="#3-建立-tcp-连接" class="table-of-contents__link">3. 建立 TCP 连接</a></li><li><a href="#4-tls-协商" class="table-of-contents__link">4. TLS 协商</a></li><li><a href="#5-服务器响应" class="table-of-contents__link">5. 服务器响应</a></li><li><a href="#6-浏览器解析并绘制" class="table-of-contents__link">6. 浏览器解析并绘制</a></li><li><a href="#7-tcp-断开连接" class="table-of-contents__link">7. TCP 断开连接</a></li></ul></li><li><a href="#参考资料" class="table-of-contents__link">参考资料</a></li></ul></div></div></div><div class="row"><div class="col"><div class="react-utterences"><div>Loading script...</div></div></div><div class="col col--3"></div></div></div></main></div></div></div>
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