服务器评测
一、引言
前端不仅要让用户对网页有完美的体验，让用户尽快体验到完美的网页也是很重要的，这就要前端攻城狮掌握一些网络原理相关的知识了。这里就来聊一聊从用户输入 url 到页面加载完成的过程中都发生了什么事情？
二、正文
用户输入 url 之后大致发生了以下几件事：
- 浏览器查找域名的 IP 地址。这一步包括 DNS 具体的查找过程，包括：浏览器缓存 -> 系统缓存 -> 路由器缓存……
- 浏览器向 web 服务器发送一个 http 请求：三次握手、传送数据、四次挥手;
- 服务器的永久重定向响应：返回真正访问的地址;
- 浏览器跟踪重定向地址：另发一个 http 请求;
- 服务器处理请求;
- 服务器返回一个 http 响应;
- 浏览器显示 html 页面：解析 html 以构建 DOM 树 –> 构建渲染树 –> 布局渲染树 –> 绘制渲染树;
- 浏览器发送请求，获取嵌入在 html 中的资源（如图片、音频、视频、CSS 、JS 等等）;
- 浏览器发送异步请求。
顺便附上 http 状态码 (其他状态码的详情，请戳这里)：
| http 状态码 | 详细状态码 | 状态原因 |
|---|---|---|
| 1xx | 消息 | |
| 2xx | 成功 | |
| 3xx | 重定向 | |
| 4xx | 客户端错误 | |
| 5xx | 服务器错误 | |
| 5xx | 500 | 接口报错了 |
| 5xx | 502 | 后端服务没启 |
| 5xx | 503 | 启动挂了 |
下面我们就详细地了解一下这些过程：
1. DNS 查找 IP 地址
DNS 是域名系统 (Domain Name System) 的缩写，是因特网的一项核心服务。它作为可以将域名和 IP 地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的 IP 数字串。
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DNS 查找过程：
- 浏览器缓存 —— 浏览器会缓存 DNS 记录一段时间，但是操作系统并没有告诉浏览器储存 DNS 记录的时间。于是，不同浏览器会储存各自的一个固定时间（ 2 分钟到 30 分钟不等）。
- 系统缓存 – 如果在浏览器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 ），这样便可获得并查询系统缓存中的记录。
- 路由器缓存 – 接着，前面的查询请求发向路由器。路由器一般会有自己的 DNS 缓存。
- ISP DNS缓存 – 接下来要 check 的就是 ISP 缓存 DNS 的服务器。ISP (Internet Service Provider) 就是互联网服务提供商，在这一般都能找到相应的缓存记录。
- 递归搜索 – 你的 ISP 的 DNS 服务器从跟域名服务器开始进行递归搜索，从 .com 顶级域名服务器到 example 的域名服务器。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。
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DNS 进行域名解析的过程：
- 客户端发出 DNS 请求翻译 IP 地址或主机名；
- DNS 服务器在收到客户端的请求后，检查 DNS 服务器的缓存，若查到请求的地址或名字，即向客户端发出应答信息；
- 若没有查到，则在数据库中查找，若查到请求的地址或名字，即向客户端发出应答信息；
- 若没有查到，则将请求发给根域 DNS 服务器，并依序从根域查找顶级域，由顶级查找二级域，二级域查找三级，直至找到要解析的地址或名字。然后，向客户端所在网络的 DNS 服务器发出应答信息，DNS 服务器收到应答后，先在缓存中存储，然后，将解析结果发给客户端。
- 若没有找到，则返回错误信息。
2. http请求
-
三次握手建立 TCP 连接：
在 http 工作开始之前，浏览器首先要通过网络与服务器建立连接，该连接是通过 TCP 来完成的。该协议与 IP 协议共同构建 Internet ，即著名的 TCP/IP 协议族，因此 Internet 又被称作是 TCP/IP 网络。 http 是比 TCP 更高层次的应用层协议。根据规则，只有低层协议建立之后才能进行更高次层协议的连接。因此，首先要建立 TCP 连接，一般 TCP 连接的端口号是 80 。在 TCP/IP 协议中，TCP 协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接：
- 第一次握手：建立连接时，客户端发送 SYN 包（syn=j）到服务器，并进入 SYN_SENT 状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）
- 第二次握手：服务器收到 SYN 包，必须确认客户的 SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个 SYN 包（syn=k），即 SYN+ACK 包，此时服务器进入 SYN_RECV 状态；
- 第三次握手：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（TCP连接成功）状态，完成三次握手。
完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。
一旦建立了 TCP 连接，浏览器就会向服务器发送 http 请求命令。浏览器发送其请求命令之后，还要以头信息的形式向服务器发送一些别的信息。此后，浏览器发送了一空白行来通知服务器，它已经结束了该头信息的发送。
-
四次挥手终止连接
由于 TCP 连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。原则是当一方完成它的数据发送任务后，就能发送一个 FIN 来终止这个方向的连接。收到一个 FIN 只意味着这一方向上没有数据流动。一个 TCP 连接在收到一个 FIN 后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
- 第一次挥手：TCP 客户端发送一个 FIN，用来关闭客户端到服务器的数据传送。
- 第二次挥手：服务器收到这个 FIN，它发回一个 ACK，确认序号为收到的序号加 1 。和 SYN 一样，一个 FIN 将占用一个序号。
- 第三次挥手：服务器关闭客户端的连接，发送一个 FIN 给客户端。
- 第四次挥手：客户端发回 ACK 报文确认，并将确认序号设置为收到序号加 1 。
3. 服务器的永久重定向响应
三次握手建立 TCP 连接：
在 http 工作开始之前，浏览器首先要通过网络与服务器建立连接，该连接是通过 TCP 来完成的。该协议与 IP 协议共同构建 Internet ，即著名的 TCP/IP 协议族，因此 Internet 又被称作是 TCP/IP 网络。 http 是比 TCP 更高层次的应用层协议。根据规则，只有低层协议建立之后才能进行更高次层协议的连接。因此，首先要建立 TCP 连接，一般 TCP 连接的端口号是 80 。在 TCP/IP 协议中，TCP 协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接：
- 第一次握手：建立连接时，客户端发送 SYN 包（syn=j）到服务器，并进入 SYN_SENT 状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）
- 第二次握手：服务器收到 SYN 包，必须确认客户的 SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个 SYN 包（syn=k），即 SYN+ACK 包，此时服务器进入 SYN_RECV 状态；
- 第三次握手：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（TCP连接成功）状态，完成三次握手。
完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。
一旦建立了 TCP 连接，浏览器就会向服务器发送 http 请求命令。浏览器发送其请求命令之后，还要以头信息的形式向服务器发送一些别的信息。此后，浏览器发送了一空白行来通知服务器，它已经结束了该头信息的发送。
四次挥手终止连接
由于 TCP 连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。原则是当一方完成它的数据发送任务后，就能发送一个 FIN 来终止这个方向的连接。收到一个 FIN 只意味着这一方向上没有数据流动。一个 TCP 连接在收到一个 FIN 后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
- 第一次挥手：TCP 客户端发送一个 FIN，用来关闭客户端到服务器的数据传送。
- 第二次挥手：服务器收到这个 FIN，它发回一个 ACK，确认序号为收到的序号加 1 。和 SYN 一样，一个 FIN 将占用一个序号。
- 第三次挥手：服务器关闭客户端的连接，发送一个 FIN 给客户端。
- 第四次挥手：客户端发回 ACK 报文确认，并将确认序号设置为收到序号加 1 。
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会用户想看的网页内容呢？这个问题有好多有意思的答案。
其中一个原因跟搜索引擎排名有关。你看，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。
还有一个原因是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。
4. 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。
5. 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。
6. 页面渲染
现代浏览器渲染页面的过程是这样的：解析 html 以构建 DOM 树 –> 构建渲染树 –> 布局渲染树 –> 绘制渲染树。
DOM 树是由 html 文件中的标签排列组成。
渲染树是在 DOM 树中加入 css 或 html 中的 style 样式而形成。渲染树只包含需要显示在页面中的 DOM 元素，像 <head> 元素或 display 属性值为 none 的元素都不在渲染树中。在浏览器还没接收到完整的 html 文件时，它就开始渲染页面了。
在遇到外部链入的脚本标签、样式标签、图片时，会再次发送 http 请求重复上述的步骤。在收到 css 文件后，会对已经渲染的页面重新渲染，加入它们应有的样式。图片文件加载完，立刻显示在相应位置。在这一过程中可能会触发页面的重绘或重排。
三、结语
做前端不仅要掌握前端的知识，对一些前端相关的例如计算机网络、数据结构、计算机原理都要有一定的了解，因为网络世界连接在一起的，前端与这些知识都是有接触的，说不准什么时候就会用上。而且，学好这些知识，对前端优化也有很大的帮助。
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