Http协议

• HTTP工作原理

HTTP工作原理

1. 浏览器向DNS服务器请求解析该URL中的域名所对应的IP地址：

   • 当用户在浏览器地址栏输入一个URL（如www.example.com）并按下回车时，浏览器首先需要知道这个域名对应的IP地址是什么。
   • 浏览器会检查其本地缓存（如hosts文件或之前的DNS查询缓存），看看是否已经有这个域名的IP地址记录。如果没有，它会向配置的DNS服务器发送查询请求。
   • DNS服务器会逐级查询（从根域名服务器开始，到顶级域名服务器，再到权威域名服务器），最终找到www.example.com对应的IP地址，并将其返回给浏览器。

2. 解析出IP地址后，根据该IP地址和默认端口号80（对于HTTP）或443（对于HTTPS），与服务器建立TCP连接：

   • 一旦浏览器获得了目标服务器的IP地址，它就会尝试与该服务器建立TCP连接。这通常涉及到一个称为“三次握手”的过程，以确保双方都能可靠地发送和接收数据。
   • 对于HTTP协议，默认使用的端口号是80。如果网站使用HTTPS（即安全的HTTP），则默认端口号是443。

3. 浏览器发出HTTP请求给服务器：

   • 一旦TCP连接建立成功，浏览器就会通过这个连接向服务器发送一个HTTP请求。这个请求通常包括一个请求行（指定请求方法、请求的资源路径和HTTP协议版本）、一些请求头部（包含有关请求的额外信息，如浏览器类型、接受的内容类型等），以及可能的一个请求体（包含发送给服务器的数据，如在表单提交时）。

4. 服务器对浏览器请求做出响应，并把对应的html文本发送给浏览器：

   • 服务器接收到浏览器的HTTP请求后，会解析请求并根据其内容做出相应的处理。例如，如果请求是获取一个网页，服务器可能会从文件系统中读取相应的HTML文件，或者运行一些服务器端代码来动态生成HTML内容。
   • 服务器会构建一个HTTP响应来回复浏览器。这个响应通常包括一个状态行（指示请求的处理结果，如“200 OK”表示成功），一些响应头部（包含有关响应的额外信息，如内容类型、缓存策略等），以及一个响应体（包含实际的HTML内容或其他数据）。

5. 释放TCP连接：

   • 在HTTP/1.0中，每个请求/响应对之后都会关闭TCP连接。这被称为“短连接”。然而，这种方式效率较低，因为每次请求都需要重新建立连接。
   • 在HTTP/1.1及更高版本中，引入了“持久连接”（也称为“长连接”）的概念。在这种模式下，多个请求/响应对可以通过同一个TCP连接连续发送，而不需要每次都关闭和重新打开连接。这大大提高了性能，特别是在需要加载多个资源（如图片、CSS文件、JavaScript脚本等）的网页上。

6. 浏览器将该html文本显示出来：

   • 浏览器接收到服务器的HTTP响应后，会解析响应中的HTML内容，并根据其内容构建DOM树（文档对象模型）。DOM树是一个表示网页结构的节点树，它允许JavaScript等客户端脚本动态地修改网页内容。
   • 一旦DOM树构建完成，浏览器就会开始加载和解析与HTML相关联的其他资源（如CSS文件、JavaScript脚本、图片等）。这些资源可能会从服务器的不同位置（甚至不同的服务器）获取。
   • 最终，浏览器会将所有加载的资源整合到一起，并渲染出完整的网页供用户查看。

1. 浏览器解析URL并发起DNS查询：

   • 用户在浏览器地址栏输入一个URL，如 http://www.example.com。
   • 浏览器首先检查本地缓存或操作系统缓存中是否已有该域名对应的IP地址记录。如果有且未过期，可以直接使用；否则，浏览器需要向DNS服务器发起查询请求。
   • 查询过程中可能经过递归或迭代的方式，经过本地DNS缓存、ISP的DNS服务器、根域名服务器、顶级域名服务器（如.com服务器），直至权威DNS服务器，最终获得域名 www.example.com 对应的IP地址。

2. 浏览器与服务器建立TCP连接：

   • 浏览器根据解析得到的IP地址，使用TCP协议与服务器建立连接。默认情况下，HTTP协议使用TCP端口80，但如果URL中指定了其他端口（如 http://www.example.com:8080/page.html），则使用指定端口。
   • 这个过程包括TCP三次握手，即SYN、SYN-ACK、ACK序列，确保客户端和服务器之间建立起可靠的数据传输通道。

3. 浏览器发送HTTP请求：

   • 建立TCP连接后，浏览器构造并发送一个HTTP请求报文给服务器。请求报文通常包含以下几个部分：
     • 请求行：包含请求方法（如GET、POST、PUT等）、请求URI（统一资源标识符，如 /page.html）以及HTTP协议版本（如HTTP/1.1）。
     • 请求头：一系列键值对，提供关于客户端环境、请求内容格式、缓存控制、认证信息等相关信息，如User-Agent、Accept-Encoding、Cookie等。
     • 空行：用于分隔请求头和请求体。
     • 请求体：对于如POST、PUT等方法，可能包含请求的具体数据（如表单数据、JSON对象等）。对于GET请求，通常没有请求体。

4. 服务器处理请求并返回HTTP响应：

   • 服务器接收到HTTP请求后，解析请求报文，根据请求方法和URI确定要执行的操作（如读取文件、运行脚本等）。
   • 服务器生成HTTP响应报文，其结构包括：
     • 状态行：包含HTTP协议版本、状态码（如200表示成功、404表示未找到、500表示服务器内部错误等）以及状态消息（如OK、Not Found）。
     • 响应头：类似于请求头，提供关于响应内容、服务器信息、缓存指示、安全设置等元数据，如Content-Type、Server、Set-Cookie等。
     • 空行：同样用于分隔响应头和响应体。
     • 响应体：包含请求所请求的实际内容，如HTML文档、图片、JSON数据等。如果是请求静态网页，服务器直接返回对应的HTML文本。

5. 关闭TCP连接：

   • 一旦服务器完成响应发送，通常在响应头中通过Connection字段指示是否保持TCP连接（如Keep-Alive）。如果双方同意保持连接（或使用HTTP/2、HTTP/3等支持多路复用的协议），后续请求可以复用同一连接以提高效率。否则，按照HTTP/1.1之前的默认行为，每个请求完成后会关闭TCP连接。

6. 浏览器解析并渲染响应：

   • 浏览器接收并解析HTTP响应，尤其是响应体中的HTML文档。
   • 根据HTML的结构，浏览器构建DOM树（Document Object Model），并加载CSS样式表（如有）以构建CSSOM（CSS Object Model）。
   • 浏览器将DOM和CSSOM合并成渲染树（Render Tree），计算布局（Layout），然后进行绘制（Paint），最终将渲染结果呈现给用户。
   • 在此过程中，浏览器可能发现HTML中引用的其他资源（如JavaScript文件、图片、字体等），对这些资源发起额外的HTTP请求，并重复上述流程。

综上所述，从在浏览器地址栏键入URL到页面内容显示，涉及了DNS查询、TCP连接建立、HTTP请求与响应交换、TCP连接关闭以及浏览器的解析渲染等多个环节，共同构成了HTTP工作原理的整体过程。