在面试中，关于浏览器输入URL后执行的全过程的提问是常见的计算机网络基础问题。这一问题考察了面试者对HTTP请求、DNS解析、TCP/IP协议栈等计算机网络基本原理的理解。下面将详细描述从用户在浏览器输入URL到页面最终加载完成的全过程。
文章目录
- 1 一、输入URL
- 2 二、DNS解析
- 3 三、建立TCP连接
- 4 四、发送HTTP请求
- 5 五、服务器处理请求
- 6 六、服务器响应（HTTP响应）
- 7 七、浏览器解析和渲染
- 8 八、后续请求
- 9 九、连接关闭
- 10 十、总结
一、输入URL
用户在浏览器地址栏中输入URL（如
https://www.example.com），这个URL指向了用户想要访问的资源。这一步用户输入的信息包括：
- 协议（例如
https://或http://）：用于指定通信协议。 - 域名（例如
www.example.com）：用于定位资源所在的服务器。 - 路径（可选，表示特定资源的地址）。
- 查询参数（可选，表示附加信息，如搜索条件）。
二、DNS解析
当浏览器拿到URL后，首先需要将域名（如
www.example.com）解析为服务器的IP地址。这一步通过DNS（域名系统）完成，具体过程如下：
- 浏览器缓存：浏览器首先检查是否有该域名的IP地址缓存。
- 操作系统缓存：如果浏览器没有缓存，它会查询操作系统的DNS缓存。
- 路由器缓存：如果操作系统也没有缓存，则将请求发往路由器，路由器可能也有DNS缓存。
- ISP DNS服务器：如果路由器也无法解析，路由器会将请求转发给互联网服务提供商（ISP）的DNS服务器。
- 递归查询：如果ISP的DNS服务器没有缓存结果，它会通过一系列递归查询找到权威DNS服务器，获取域名对应的IP地址。
最终，DNS系统返回IP地址（如
93.184.216.34）给浏览器。
三、建立TCP连接
获得IP地址后，浏览器开始与目标服务器建立通信。这一步使用了TCP（三次握手）协议，确保数据传输的可靠性。具体步骤为：
- 客户端发送SYN（同步）请求：浏览器向服务器发送SYN包，表示希望建立连接。
- 服务器响应SYN-ACK（同步确认）：服务器收到请求后，返回SYN-ACK包表示同意建立连接。
- 客户端发送ACK（确认）：浏览器收到SYN-ACK后，返回ACK包，连接正式建立。
此时，浏览器与服务器之间的TCP连接已经建立，准备传输数据。
四、发送HTTP请求
在TCP连接建立后，浏览器会向服务器发送HTTP请求（如果是
https://，则是HTTPS请求）。请求报文通常包含以下内容：
- 请求行：包括HTTP方法（如
GET、POST）、请求的URL路径和HTTP版本号。 - 请求头：包含各种元数据，如用户代理（User-Agent）、接受的数据类型（Content-Type）、Cookie等。
- 请求体：仅在POST等方法中包含，用于发送数据（如表单数据）。
例如，浏览器发送的HTTP请求可能如下：
GET /index.html HTTP/1.1
Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64)
Accept: text/html
五、服务器处理请求
服务器接收到HTTP请求后，会根据请求的URL路径和请求头的内容，查找相应的资源，或执行必要的服务器端逻辑。典型的服务器响应过程如下：
- 查找资源：服务器查找请求的资源文件（如HTML、CSS、JavaScript等），如果资源不存在，则返回404错误。
- 生成响应：如果找到资源，服务器会将其打包为HTTP响应报文，并将其发送给浏览器。
六、服务器响应（HTTP响应）
服务器返回的HTTP响应报文包含三个部分：
- 状态行：表示请求的处理结果，例如
HTTP/1.1 200 OK，表示请求成功。 - 响应头：包括响应的元数据，如内容类型（Content-Type）、内容长度（Content-Length）、缓存控制（Cache-Control）等。
- 响应体：实际的资源内容，可能是HTML页面、JSON数据或文件内容。
例如，服务器返回的HTTP响应可能如下：
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 1024
<html>
<head><title>Example</title></head>
<body>...</body>
</html>
七、浏览器解析和渲染
浏览器接收到响应后，开始解析并渲染页面。这个过程分为多个步骤：
- HTML解析：浏览器首先解析HTML文档，生成DOM（文档对象模型）树。
- CSS解析：如果HTML中包含CSS，浏览器会解析CSS样式，构建CSSOM（CSS对象模型）树。
- JavaScript执行：浏览器会解析并执行页面中的JavaScript代码，可能修改DOM或CSSOM。
- 构建渲染树：浏览器将DOM树和CSSOM树结合，生成渲染树（Render Tree），用来决定页面的布局和样式。
- 布局和绘制：根据渲染树，浏览器计算各个元素的位置和尺寸，并将页面绘制到屏幕上。
八、后续请求
在解析HTML的过程中，浏览器可能会遇到嵌入的资源，如图片、CSS文件、JavaScript文件等。此时，浏览器会发送额外的HTTP请求来获取这些资源。每次请求的过程与之前类似，经过DNS解析、TCP连接、HTTP请求等步骤。
九、连接关闭
页面加载完成后，浏览器和服务器之间的TCP连接可能会被关闭，这个过程通过TCP四次挥手来完成：
- 客户端发送FIN（结束）请求：浏览器通知服务器关闭连接。
- 服务器响应ACK（确认）：服务器确认收到FIN请求。
- 服务器发送FIN请求：服务器通知浏览器也准备关闭连接。
- 客户端响应ACK：浏览器确认服务器的FIN请求，连接正式关闭。
十、总结
从浏览器输入URL到页面加载完成的全过程涉及多个复杂的网络通信和浏览器内部解析步骤。主要包括以下步骤：
- 输入URL。
- DNS解析域名到IP地址。
- 建立TCP连接。
- 浏览器发送HTTP请求。
- 服务器处理请求并返回响应。
- 浏览器解析并渲染页面。
- 浏览器发送后续资源请求（如图片、脚本）。
- 连接关闭。
这个过程展示了网络传输协议、浏览器解析渲染、服务器响应等多方面的知识，是面试中的常见考题。