合集 – 计算机网络(19)
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收起

当键入网址后，到网页显示，其间发生了什么

在面试过程中，很可能会遇到一个常见的问题，即”当输入一个网址后，到网页显示之间发生了什么”。这个问题的确非常常见，我也喜欢问这个问题，因为它可以帮助我了解面试者对网络部分的应用知识的掌握情况，同时也能够基本囊括网络通信的整个过程。

接下来，为了更好地探究这个问题，我将以一个简单的网络拓扑模型为例，来详细解释在键入网址后到网页显示之间具体发生了什么。

探究HTTP

在浏览器中，第一步的工作是解析URL。这意味着将URL分解成不同的元素，以便发送给Web服务器的请求信息。下面是一个具有较长URL的示例，我们来看看其中的各个元素代表什么。

因此，根据图中的长URL，我们实际上是在请求服务器中的文件资源。如果省略了图中的蓝色URL元素，那么实际上是在请求根目录下事先设置的默认文件，例如/index.html或/default.html等文件，这样可以避免混乱。

在解析URL之后，浏览器会确定Web服务器和文件名，然后根据这些信息生成HTTP请求消息。

一个孤独的HTTP数据包，仿佛在无边无际的网络中迷茫着。它小小的身躯，没有亲人也没有朋友，只是被发送到广袤的网络中，不知道有谁会注意到它。它心中充满了疑问，不知道有谁能给它提供一层保护，帮助它到达目的地。它不停地前进，毫不停歇，继续踏上这个充满未知的征途！

真实地址查询-DNS

当浏览器解析URL并生成HTTP消息后，下一步就是委托操作系统将消息发送给Web服务器。然而，在发送之前，还有一项重要的任务需要完成，那就是查询服务器域名对应的IP地址。因为在委托操作系统发送消息时，必须提供通信对象的IP地址。

可以将这个过程类比为打电话，当我们打电话时，必须知道对方的电话号码。然而，由于电话号码往往难以记忆，我们通常会将对方的电话号码和姓名保存在通讯录中以便快速拨号。

同样地，存在一种服务器专门用于保存Web服务器域名与IP地址的对应关系，它被称为DNS服务器。DNS服务器的作用就是为我们提供域名到IP地址的转换服务。当我们在浏览器中输入一个域名时，浏览器会向DNS服务器发送查询请求，以获取与该域名对应的IP地址。一旦获取到IP地址，浏览器就可以将HTTP消息发送给正确的Web服务器了。

指南好帮手-协议栈

通过 DNS 获取到 IP 后，我们可以将 HTTP 的传输工作交给操作系统中的协议栈。协议栈由多个部分组成，每个部分承担不同的任务。这些部分之间存在一定的层次关系，上层部分会将工作委托给下层部分，下层部分则接收并执行委托的工作。

应用程序（例如浏览器）通过调用 Socket 库来委托协议栈工作。协议栈的上半部分包括负责收发数据的 TCP 和 UDP 协议。这两个协议接收应用层的委托，并执行数据的传输操作。

协议栈的下半部分是由 IP 协议控制网络包的收发操作。在互联网上传输数据时，数据会被切分成一块一块的网络请求包（具体细节已经在之前的章节讨论过，这里不再赘述），而将这些网络包发送给对方的操作由 IP 协议负责。

此外，IP 协议还包括 ICMP 协议和 ARP 协议。

ICMP 协议用于传送网络包传输过程中产生的错误信息和各种控制信息。
ARP 协议用于根据 IP 地址查询相应的以太网 MAC 地址。

在 IP 协议下方是网卡驱动程序，其功能是负责控制网卡硬件。而最底层的网卡则负责实际的收发操作，即执行对网线中信号的发送和接收操作。

总结

在键入网址后到网页显示之间的过程中，首先浏览器会对URL进行解析，并生成相应的HTTP请求消息，以确定要请求的Web服务器和文件名。接下来，浏览器会通过DNS服务器进行查询，以获取服务器域名对应的IP地址。整个过程中涉及到URL解析、DNS查询和HTTP请求。在后续的章节中，我们将进一步介绍TCP/IP、MAC地址、网卡和路由器等内容，以更全面地了解网络通信的细节。敬请期待后续章节的更新！