计算机网络-从输入网址到访问网站的全过程

当我们在浏览器中输入一个网址并按下回车键时,会发生一系列复杂的过程,最终使我们能够看到网页的内容。以下是这个过程的详细步骤:

  1. 客户端:首先,用户在浏览器中键入网址,然后浏览器会根据这个网址生成一个HTTP请求。

  2. 解析URL:URL由几部分组成,包括访问数据的协议(如http或https)、Web服务器的名称(如www.baidu.com)、端口号以及目录(默认为index文件)。

  3. 域名解析:如果URL包含域名,浏览器就需要进行域名解析。这个过程是通过DNS服务器来完成的,DNS服务器有树形的层级关系,包括根DNS、顶级域DNS和权威DNS。浏览器会逐层向上级DNS请求,如果上级DNS的缓存中没有需要的信息,就会继续向上级请求,直到找到对应的IP地址。

  4. 协议栈:得到IP地址后,浏览器就可以把HTTP的传输工作交给操作系统中的协议栈。应用程序(浏览器)通过调用Socket库,来委托协议栈工作。协议栈的组成包括TCP、UDP、IP、ICMP和ARP等协议。

  5. TCP:TCP协议负责在网络中传输数据。它的头部记录了源端口号和目标端口、包的序号(用于解决乱序问题)、确认号(用于确认是否收到数据)、状态位(用于连接时需要的信息)以及窗口大小等信息。TCP协议的工作流程包括三次握手(建立连接)、SSL/TLS(加密报文传输,保障数据安全)、分割数据、报文生成(包括TCP头部和数据部分,数据部分又包括HTTP头部和数据)以及四次挥手(断开连接)。

  6. IP:IP协议负责在网络中传输数据包。它的头部记录了源地址IP和目标地址IP以及上层协议类型(如TCP或UDP)。

  7. MAC:MAC地址是网络设备的物理地址。MAC头部记录了发送方MAC地址和接收方目标MAC地址以及上层协议类型(如IP或ARP)。

  8. 网卡:网卡驱动程序控制网卡的工作,包括添加帧头(起始标记)和帧尾(校验),将内容复制到网卡的缓存区,转化为电信号并发送。

  9. 交换机:在局域网内,交换机根据MAC地址表查找目标MAC地址,然后将信号发送到相应的端口。如果没有目标MAC地址,就会向所有端口广播。

  10. 路由器:在广域网中,路由器接收到数据包后,会进行校验,查看MAC地址是否是发给自己的(或者说需要经过自己转发的)。然后,路由器会根据路由表查询下一步转发的路径,这可能是静态路由,也可能是动态路由(实时交换路由信息)。

  11. 服务器:服务器开始解包,检查MAC地址、IP地址和TCP序列号是否符合要求,然后根据TCP头部中的端口号将数据转发给主机的进程。最后,服务器会生成一个响应,回应客户端。

  12. 浏览器:最终浏览器得到数据,解析 HTML 文件,创建 DOM 树,在 DOM 树创建完成后,浏览器会使用它来渲染页面。这个过程包括了解析 CSS,执行 JavaScript 代码,加载图片等步骤。

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