老生常谈 - 从输入URL到页面加载的过程（详细版）

从输入URL到页面加载的过程

之前一直都是直接看一下总结的八股文章，对于实际的整个链路并不是特别熟悉，这次花了一天多的时间看了很多资料，对于整个页面加载的流程有了自己的理解，从前端开始访问的浏览器多线程、缓存等问题，到计算机网络的各层协议的处理，再到服务器接收请求的整个过程，都进行了一些了解，原始文档是在飞书中写的，所以在这边排版可能会存在一些问题，已经修改了一部分。
文章的不足之处也请大佬在评论中指出！

1. HTTP 解析URL：

浏览器是多进程，浏览器内核是多线程，浏览器接收URL，浏览器根据解析出的协议，根据解析的内容生成HTTP请求，开辟一个网络线程去请求资源，会先查找本地缓存是否缓存了该资源，如果有缓存资源那么直接返回资源给浏览器进程；如果在本地缓存中没有查找到资源，那么直接进入网络请求流程；

2. DNS（应用层协议）解析：

如果输入的是域名，需要将域名解析成对应的 IP 地址，如果请求协议是HTTPS，那么还需要建立SSL/TLS连接（TLS的四次握手在TCP的三次握手之后）；（DNS的解析过程见问题5）通过DNS获取到IP之后，就可以把HTTP的传输工作交给操作系统中的协议栈。
[图片]

应用程序（浏览器）通过调用 Socket 库，来委托协议栈工作。协议栈的上半部分有两块，分别是负责收发数据的 TCP 和 UDP 协议，这两个传输协议会接受应用层的委托执行收发数据的操作。
协议栈的下面一半是用 IP 协议控制网络包收发操作，在互联网上传数据时，数据会被切分成一块块的网络包，而将网络包发送给对方的操作就是由 IP 负责的。
此外 IP 中还包括 ICMP 协议和 ARP 协议。
- ICMP 用于告知网络包传送过程中产生的错误以及各种控制信息。
- ARP 用于根据 IP 地址查询相应的以太网 MAC 地址。
IP 下面的网卡驱动程序负责控制网卡硬件，而最下面的网卡则负责完成实际的收发操作，也就是对网线中的信号执行发送和接收操作。

3. TCP 连接：

利用IP地址和服务器通过三次握手，建立 TCP 连接（HTTP是基于TCP协议传输的）（详细内容见问题15）

TCP 的连接状态查看，在 Linux 可以通过 netstat -napt 命令查看

4. 向服务器发送 HTTP 请求：

连接建立之后，浏览器端会构建请求行、请求头等信息，并把和该域名相关的 Cookie 等数据附加到请求头中，然后向服务器发送构建的请求信息。
五层协议栈：从应用层的发送http请求，到传输层通过三次握手建立tcp/ip连接，再到网络层的ip寻址，再到数据链路层的封装成帧，最后到物理层的利用物理介质传输。

HTTP报文（请求方式+URL+数据）
传输层添加TCP头部（源端口号+目的端口号）
IP 增加 IP报文头部（协议号(06表示协议为TCP) + 源IP地址 + 目的IP地址）
添加以太网头部（MAC地址）：接收方 MAC 地址、发送方 MAC 地址 ARP协议通过广播的方式帮我们找到MAC地址
网卡将包转为电信号通过网线发出
交换机：电信号到达网线接口，交换机里的模块进行接收，将电信号转换为数字信号，校验完成之后，如果是发送给自己的则将包放入缓冲区，接下来查询接收方MAC地址，交换机根据 MAC 地址表查询 MAC 地址，然后将信号发送到相应的端口。