Web 页面请求过程

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网络架构图

计算机网络的核心版块 · 一个 web 页面请求的完整过程。

Web 页面请求过程

一、DHCP 配置主机信息

假设主机最开始没有 IP 地址以及其它信息，那么就需要先使用 DHCP 来获取。

主机生成一个 DHCP 请求报文，并将这个报文放入具有目的端口 67 和源端口 68 的 UDP 报文段中。

该报文段被放入在一个具有广播 IP 目的地址(255.255.255.255) 和源 IP 地址（0.0.0.0）的 IP 数据报中。

接下来，数据报被放置在 MAC 帧中，该帧具有目的地址 FF:FF:FF:FF:FF:FF，将广播到与交换机连接的所有设备。

连接在交换机的 DHCP 服务器收到广播帧之后，不断地向上分解得到 IP 数据报、UDP 报文段、DHCP 请求报文，之后生成 DHCP ACK 报文，该报文包含以下信息：IP 地址、DNS 服务器的 IP 地址、默认网关路由器的 IP 地址和子网掩码。该报文被放入 UDP 报文段中，UDP 报文段有被放入 IP 数据报中，最后放入 MAC 帧中。

该帧的目的地址是请求主机的 MAC 地址，因为交换机具有自学习能力，之前主机发送了广播帧之后就记录了 MAC 地址到其转发接口的交换表项，因此现在交换机就可以直接知道应该向哪个接口发送该帧。

主机收到该帧后，不断分解得到 DHCP 报文。之后就配置它的 IP 地址、子网掩码和 DNS 服务器的 IP 地址，并在其 IP 转发表中安装默认网关。

二、 ARP 解析 MAC 地址

主机通过浏览器生成一个 TCP 套接字，套接字向 HTTP 服务器发送 HTTP 请求。为了生成该套接字，主机需要知道网站的域名对应的 IP 地址。

主机生成一个 DNS 查询报文，该报文具有 53 号端口，因为 DNS 服务器的端口号是 53。

该 DNS 查询报文被放入目的地址为 DNS 服务器 IP 地址的 IP 数据报中。

该 IP 数据报被放入一个以太网帧中，该帧将发送到网关路由器。

DHCP 过程只知道网关路由器的 IP 地址，为了获取网关路由器的 MAC 地址，需要使用 ARP 协议。

主机生成一个包含目的地址为网关路由器 IP 地址的 ARP 查询报文，将该 ARP 查询报文放入一个具有广播目的地址（FF:FF:FF:FF:FF:FF）的以太网帧中，并向交换机发送该以太网帧，交换机将该帧转发给所有的连接设备，包括网关路由器。

网关路由器接收到该帧后，不断向上分解得到 ARP 报文，发现其中的 IP 地址与其接口的 IP 地址匹配，因此就发送一个 ARP 回答报文，包含了它的 MAC 地址，发回给主机。

三、 DNS 解析域名

知道了网关路由器的 MAC 地址之后，就可以继续 DNS 的解析过程了。

网关路由器接收到包含 DNS 查询报文的以太网帧后，抽取出 IP 数据报，并根据转发表决定该 IP 数据报应该转发的路由器。

因为路由器具有内部网关协议（RIP、OSPF）和外部网关协议（BGP）这两种路由选择协议，因此路由表中已经配置了网关路由器到达 DNS 服务器的路由表项。

到达 DNS 服务器之后，DNS 服务器抽取出 DNS 查询报文，并在 DNS 数据库中查找待解析的域名。

找到 DNS 记录之后，发送 DNS 回答报文，将该回答报文放入 UDP 报文段中，然后放入 IP 数据报中，通过路由器反向转发回网关路由器，并经过以太网交换机到达主机。

四、 HTTP 请求页面

有了 HTTP 服务器的 IP 地址之后，主机就能够生成 TCP 套接字，该套接字将用于向 Web 服务器发送 HTTP GET 报文。

在生成 TCP 套接字之前，必须先与 HTTP 服务器进行三次握手来建立连接。生成一个具有目的端口 80 的 TCP SYN 报文段，并向 HTTP 服务器发送该报文段。

HTTP 服务器收到该报文段之后，生成 TCP SYNACK 报文段，发回给主机。

连接建立之后，浏览器生成 HTTP GET 报文，并交付给 HTTP 服务器。

HTTP 服务器从 TCP 套接字读取 HTTP GET 报文，生成一个 HTTP 响应报文，将 Web 页面内容放入报文主体中，发回给主机。

浏览器收到 HTTP 响应报文后，抽取出 Web 页面内容，之后进行渲染，显示 Web 页面。

实例

通过腾讯CDN的一个示例图来展示通用网络请求过程

  1. 用户向 www.test.com 下的某图片资源，如 1.jpg 发起请求，先要向 Local DNS 发起域名解析请求；
  2. 当 Local DNS 解析 www.test.com 时，会发现已经配置了 CNAME www.test.com.cdn.dnsv1.com，解析请求会发送至 CDN 运营商的CDN调度系统，调度系统会为请求分配最佳节点 IP；
  3. Local DNS 获取 CDN 运营商返回的解析 IP；
  4. 用户获取解析 IP；
  5. 用户向获取的 IP 发起对资源 1.jpg 的访问请求；
  6. 若该 IP 对应的节点缓存有 1.jpg，则会将数据直接返回给用户（10），此时请求结束。若该节点未缓存 1.jpg，则节点会向业务源站发起对 1.jpg 的请求（6、7、8），获取资源后，结合用户自定义配置的缓存策略（可参考用户指南中缓存时间设置章节内容），将资源存储（9），并返回给用户（10），此时请求结束。

补充

电子书支援计划项目的这篇《建站之CDN原理》中的实例可以帮助你更好的理解整个WEB请求过程.

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