(六)网络编程之化身一个哀求感受欣赏器输入URL后奥妙的网络之旅！

程序员 · 2024-9-20 04:43:43

引言

在欣赏器上输入一个URL后发生了什么？ 这也是面试中老生常谈的话题，包罗网上也有大量关于这块的内容：

从百度的搜刮结果来看，能够搜到七千多万条纪录，因此本篇不会再以那种前篇划一的方式赘述，而是以现在较新的网络内容，连合体系中的大部分服务，将本身类比成一个哀求，切身感受到每个技能栈的详细细节，彻底从“根儿上”明白客户端哀求-服务端相应的全过程。

本篇以https://www.juejin.cn/为例举行分析，固然，这里假设掘金后端是Java做的（实际上掘金好像是基于Node做的后端）。

分享一个趣事，我发现掘金貌似使用的是.cn后缀的域名，并非通常使用的.com域名，好像www.juejin.com被人抢注了....^_^

一、地点栏输入后当地会发生的事故

当我们在欣赏器的地点栏中，输入xxx内容后，欣赏器的历程起首会判断输入的内容：

如果是平凡的字符，那欣赏器会使用默认的搜刮引擎去对于输入的xxx天生URL。
如若输入的是网址，那欣赏器会拼接协议名形成完备的URL。

固然，在地点栏中输入某个内容后，也会举行一些额外利用，比方：安全查抄、访问限定等，但总归而言，欣赏器做的第一件工作则是天生URL，当按下回车后，欣赏器历程会将天生的完备URL发送到网络历程：

当网络历程收到传过来的URL后，起首并不会直接发出网络哀求，而是会先查询当地缓存：

观察上述流程，当网络历程收到传来的URL后，会起首通过URL作为Key，在当地缓存中举行查询：

①如果当地中是否有缓存：
- 没有：发起网络哀求去服务器获取资源，成功后将结果渲染页面并写入缓存。
- 有：继承判断当地中的缓存内容是否已颠末期，没有则直接使用当地缓存。
②如果当地中的缓存已颠末期，则会携带If-Modified-Since、If-None-Match等标识向服务器发起哀求，先判断服务器中的资源是否更新过：
- 未更新：服务器返回304状态码，并继承读取之前的缓存内容使用。
③如若服务器的资源更新过，那么也会向服务器发起哀求获取资源。

如果在当地缓存中，无法掷中缓存，大概当地缓存已逾期并服务器资源更新过，那么如今网络历程才会真正向目标网站发起网络哀求。
二、一个全新的“我”诞生过程与前期的履历

当客户端的网络历程，在查询缓存无果后，会真正开始发送网络哀求，但要牢记：客户端的网络历程并非直接向目标网站发起哀求的，前期还需颠末一些细节处置处罚。

固然，为了能够更直观的感受整个过程，在这里我们将本身“化身”为一个哀求，站在哀求的角度切身材验一段奇特的“网络旅途”。

2.1、“我”诞生前的准备 - 分析URL

在网络历程发起哀求之前，会起首对欣赏器历程传过来的URL举行分析，一样平常来说完备的URL结构如下：

但上述结构使用较少，通常环境下，欣赏器会使用的URL的常用结构如下：

URL中每个字段的释义如下：

scheme：表现使用的协议范例，比方http、https、ftp、chrome等。
://：协议范例与后续形貌符之间的分隔符。
domainName：网站域名，经DNS分析后会得到详细服务器IP。
/path：哀求路径，代表客户端哀求的资源地点位置，差异层级目次之间用/区分。
?query1=value：哀求参数，?背面表现哀求的参数，采取K-V键值对情势。
&query2=value：多个哀求参数，差异的参数之间用&分割。
#fragment：表现所定位资源的一个锚点，欣赏器可根据这个锚点跳转对应的资源位置。

网络历程会根据URL的结构对目标URL举行分析，其中有两个关键信息：

起首会分析得到协议名，比方http、https，这关乎到后续默认使用的端标语。
然后会分析得到域名，这个将关乎到后续详细哀求的服务器地点。

假设欣赏器传输过来的URL为https://juejin.cn/user/862486453028888/posts，那么在这个阶段会确定后续哀求的服务器端标语为443，哀求的目标域名为www.juejin.cn。其着实这里告急是根据欣赏器的输入信息，去分析出一些“诞生我（哀求）”的前置要素。
2.2、“我”该去往的详细位置 - DNS域名分析

在上个阶段已经大概知道“我”该去往那边啦！但我详细地点该到那里呢？“我”好像不大清楚，要不找个人问问吧^_^。我记得好像有个叫做DNS的“各人属”是专门负责这个的！我要去找它们问问看~

不过在问DNS之前，我先来看看当地有没有域名与IP的映射缓存，好像没有~，那我只能去找DNS了(-_-)，我起首找到了「当地DNS大叔」，把我要查找的域名交给了它，它让我稍等半晌，它给我找一下，让我们一起来看看「当地DNS大叔」是怎么查找的：

①起首「当地DNS大叔」找了它的「根DNS族长」，族长告诉它应该去找「顶级DNS长老」。
②「当地DNS大叔」根据族长的表现去找了「顶级DNS长老」，然而长老又告诉它应该去找「授权DNS执事」。
③「当地DNS大叔」又根据长老的表现找到了「授权DNS执事」，终极在「授权DNS执事」那里查到了我手里域名对应着的详细IP地点。
④「当地DNS大叔」拿着从「授权DNS执事」那里查到的IP，终极把它交给了我，为了下次不贫困大叔，以是我获取了IP后，将其缓存在了当地。

呼~，我终于知道我该去哪儿啦！准备出发咯！

更为详细且专业性的查询过程请参考：《HTTP/HTTPS-DNS域名分析体系》。

2.3、确保路途安全 - TCP与TLS握手

问过DNS大叔后，得到了目标地点的我，此时已经知道该去往那边啦！但在正式出发前，由于前路崎岖，途中会存在各类危急（网络壅闭、网络延长、第三方挟制等），因此为了我的安全出行，起首还需为我建立一条安全的通道，以是我还必要等一会儿才气出发，俺们一起来瞅瞅建立安全通道的过程是什么样的：

看着好复杂啊~，但好像大要就分为了两个过程：

起首是TCP的三次握手过程，听说这个阶段是为了确保目标地能够正常吸收我、也是为了给我建立出一条可靠的出行通道、而且为我盘算一下出行失败之后多久重新出发的时间等目标（也就是为了测试双方是否能正常通讯、建立可靠连接以及推测超时时间等）。

其实按照之前的“交通规则”，在建立好TCP连接之后，我就可以继承走下一步啦，但如今有许多暴徒，在我们出行的蹊径上挟制我们，然后偷取、窜改俺们携带的数据，以是如今出行变得很不安全，因此还必要还必要建立一条安全的出行通道，就是TLS大叔的安全连接~（HTTP+TLS=HTTPS）：

TLS握手阶段，在这个阶段中，TLS大叔为了俺的安全出行，会通过许多本事：非对称加密、对称加密、第三方授权等，先和俺的目标地交换一个密钥，然后再通过这个密钥对我加密一下，确保我被暴徒抓到了也无法得到俺护送的数据^_^！

详细且专业性的过程请参考之前的：《计网底子TCP/IP综述-TCP三次握手》、《全解HTTP/HTTPS-SLL、TLS详解》。
2.4、诞生“我的身材” - 构建哀求报文

履历上述过程后，安全的出行蹊径已经建立好啦！但如今的我还不算完备，以是必要先构建一个“身材”，也就是HTTP哀求报文：

“我的身材”告急由哀求行、哀求头、空行以及哀求主体四部分构成，内里包罗了“我本次出远门的必要护送的数据和一些其他信息”。同时，为了我能够在“出行的蹊径上（传输介质）”安全且正常传输，我还必要颠末层层封装：

起首为了确保俺护送的数据安全，TLS大叔会先对我的数据举行一次加密，把我原来携带的明文数据变化为看都看不懂的密文，雷同下面这个样子：

颠末加密后的我会紧接着来到传输层，传输层会在我的脑壳上再贴上一个传输头，如果是TCP年老的话，它会给我贴上一个TCP头，但如果传输层的UDP年老在的话，它给我贴的就是UDP头。但不管是谁贴的，在这个传输头内，为了防止我迷路和走丢，TCP、UDP两位年老哥都会仔细的在内里写清楚“我来自那里，该去往那边”，也就是源地点和目标地点：

偷偷吐槽一句：TCP年老贴的传输头内里，放了许多多少许多多少东西，让我感觉脑壳沉沉的。

过了传输层这一站之后，我又来到了网络层，果不其然，网络层内里最常见的照旧IP大叔，IP大叔看到我之后，又在我的脑壳上贴上了一个网络头，也就是给我又加了一个IP头。
哒哒哒~，我出了网络层这关之后，又来到了数据链路层，这关则是由台甫鼎鼎的“以太网家属”驻守，在这里我和之前两关差异，除开在我脑壳上贴了一个链路头之外，还给我在尾巴上多加了一个链路尾。

不过刚刚出链路层的时间，好像有个人跟我说：你这个样子是无法在介质上行走的，你要记得改变一下啊！

我还没听的太清楚，就来到了物理层这关，这层和之前我“家里”以及之前的关卡环境都不一样，物理层的小搭档们好像都有实际的形态，但之前打仗全部内容都是假造的概念形态哎~。
在我对比物理层年老们的异样差距时，一不愣神发现我的身材好像发生了“翻天覆地”的变化，整个我好像都变为了0、1构成了，正当烦闷时，物理层的某个年老哥告诉我说：“只有变成如许子，你才可以在出行的蹊径上行走哈，以是我们给你转换了一下形态，你如今已经可以出发了”。

原来是如许呀，好像链路层的时间有人跟我说过哎~

同样对于更为专业、详细的过程可参考之前的：《HTTP/HTTPS-HTTP报文构成》、《计网底子之TCP/IP-网络分层模子》等内容。
2.5、踏上路途的我 - 数据传输

GO~GO~GO~，终于出发啦！我终于踏上了网络之旅！呼呼呼~

咔！我来到了第一个中转站，听别人说，好像它的名字叫做路由器，起首路由器年老把我的身材按照之前封装的步调层层解封了，但解封到传输层的时间，看到了我脑壳上的传输头，好像路由器年老发现了TCP哥哥写的目标地点，发现我的目标地还在更远的位置，然后路由器年老又按照原来的步调把我的身材封装归去了，然后还密切的给我指出了接下来该往那条路走，我又该继承前行啦....

我一边走着，一边在思考：好像路由器年老就是负责给俺们指路的，防止俺们走丢~
详细可参考：《TCP/IP-IP寻址与路由控制》

三、“我”在后端服务器中多姿多彩的历程

啊！路途好迢遥呀，我一起走了很久很久，也遇到了许多许多的中转站，每次当我不知道怎么走时，路由器年老都会温馨的给我指出接下来该走的路途。期间我也走过许多许多路，曾踩着双绞铜线、同轴电缆、光纤前行，固然，可不要鄙视俺，就算没有物理连接的环境下，我也可以通过无线电技能，通过氛围前行呢！

再次声明，文中所谓的蹊径，就是指数据传输的介质。

3.1、东跑西颠的履历 - 接入层转发

走着走着，忽然火线遇到一个叫做CDN的老爷爷，它问我说要去那里，我说要去xx地方服务，平和的CDN老爷爷跟我说，我来看看我这里有没有你要的东西，如果有的话，就不消贫困你这个小家伙不停跑下去了。但是很遗憾，CDN老爷爷说它哪儿没有我要的东西，因此我只能继承前行下去。
记不清过了多久，一起跌跌撞撞，在迷暗昧糊中我来到了一个地方，但当我还在分辨时，刷的一下，很快啊，我就被丢到了其他地方，当我转头看的时间，发现刚刚哪个地方，大写着LVS。

LVS一样平常会作为大型网站的网关接入层，负责提供更高的并发性能，详细可参考《亿级流量架构计划-LVS篇》。

再直视火线，火线有一个东西很眼熟，难道这就是当初听说过的服务器吗？带着一脸疑惑的我逐步走了进去，我发现内部空间很大，上面漂泊着一块大陆，名为Linux大陆，上面有许多多少许多多少的“都会（历程）”林立着，那我该去哪一座呢？让我想想！

对了，记起来了好像！！其时出门的时间有人跟我说过：如果你到了目标地之后，不知道该找谁，那么可以根据默认的编号（端标语）去找！

让我追念一下，HTTP的默认端口是80，HTTPS的默认端口是443，我现在属于HTTPS流派的哀求，那么我应该去找编号为443的都会！出发出发~
顺着我的推理，我来到了编号443都会的城门口，当我迈进城门后，嗖的一下，我被一个叫做Nginx的大叔抓了已往....

Nginx：小家伙，你是来干嘛的？
我：我带了一些数据过来找地点为IP:443的地方服务！
Nginx：噢~，原来是如许啊，我就是负责监听443编号的守门将。
Nginx：小家伙，你过来让我看看....

话音刚落，Nginx三下五除二的就把我的身材拆开了，然后得到了HTTP报文，然后从HTTP报文的哀求行中，发现了我本次旅途的详细目标：/user/862486453028888/posts，然后Nginx大叔又把我组装了归去，然后根据它内部设置的规则，然后道：

Nginx：小家伙，我刚才看了一下，你应该要去的详细位置是xxx.xxx.xxx.xxx:xx，快去吧。
我：你怎么知道我要去的是这里？
Nginx：我刚刚看了一下，你要去的详细位置为IP:443/user/....，根据现在的规则以及我署理的地点，你就应该去这里！
我：大叔大叔，给我看看你署理了那些地点呗。
Nginx：你可以过来看看。
我：哇，为什么这么多！我可不可以去找其他的地点，找其他人帮我服务呀？
Nginx：不可以噢！按照规则的话，你就应该去我给你的地点哈。
我：好吧，那我去啦！

这里的规则是什么呢？其实就是Nginx的location路由匹配规则、upstream署理集群列表以及负载平衡算法，详细可参考：《Nginx篇：反向署理与负载平衡》、《负载平衡算法原理篇》。

顺着Nginx大叔给的地点，我又来到了别的一台服务器，上面同样有一块Linux大陆，然后根据地点在上面找到了一个名为Gateway的东东，听它本身先容，好像属于体系网关。但当我找它服务时，它却跟我说：“我不负责详细的业务处置处罚，根据你的目标/user/....，你应该去找Nacos注册局，问它们要一下USER-SERVICE的详细地点，以是，小家伙你还得继承奔忙哦”！

好的好的，感谢Gateway叔叔指路，那我如今就去啦！

哒哒哒~，迈着舒畅的步伐我来到了Nacos注册局，然后将Gateway叔叔给我的名字：USER-SERVICE交给了它们的工作人员，它们的工作人员颠末一番查询之后告诉我，这个“品牌”多有个分部，你可以去其中恣意一处分部处置处罚你的任务，你可以去：xxx.xxx.xxx.xxx:8080这个地点噢！

这里的“品牌”是指后端的详细服务，分部是指服务集群中的每个节点。

好的好的，那我就去你说的这个xxx.xxx.xxx.xxx:8080地点啦！
我一边在路上走着，一边想了一下刚刚过程发生的事故，然后把这个履历画成了一副逻辑图，如下：

归去的时间我肯定要跟小搭档们分享一下这个风趣的履历，耶！
3.2、我遇到了一只大猫咪-叫作Tomcat

根据Nacos给我的地点，我又来到了一台新的服务器眼前，我记得Nacos给了我一个端标语，要我来到这里之后找编号为8080的位置，我顺着这个编号逐步找着，忽然在我的火线，出现了一只大老虎，哦不，应该是一只大猫咪，它长这个样子：

它的长相好像有些报看，但在它的脑门上恰好写着我要找到8080地点，那我要找的应该就是它了吧！终于到了！我逐步靠近了这只大猫咪，然后跟它说要找它服务，Tomcat说要看看我的数据，然后又把我的身材按照之前封装的方式逆向拆开了，从而还原了我最初的身材-HTTP哀求报文，末了Tomcat说：“我确实是你本次要找的终极目标，不过要办你这件事故得到我肚子内里去噢”！

说罢，Tomcat伸开了它的血盆大口，一口将我吞了下去.....，正当我以为我完蛋的时间，我却发现Tomcat内部别有乾坤，上面好像也有一块小陆地漂泊着，当我凑近的时间才看清楚，原来上面写的是JVM呀！

我二话不说，一脚踏上了这块陆地，正当我看着上面密密麻麻的“屋子（Java方法）”迷茫时，此时我正火线就走来了一个人，然后对我做了一个自我先容：

来自远方的尊敬客人，您好呀，欢迎光临JVM神州，我叫Thread-xxx，是线程家属的一员，您接下来的整个旅途，我终将伴随在您左右，您必要办的全部事故，都会由我代庖，客长这边请（45度鞠身）~

然后我一边走着，一边跟Thread-xxx聊着：

我：为什么是你来接我呀？
线程：由于每位从远方到来的客人，我们线程家属都会调派一位子弟欢迎。
线程：本次轮到我了，因而由我为您本次的旅途提供服务。
我：噢噢噢，那我们接下来该去哪儿呢？
线程：这必要看客长您本次的目标啦！可以让我看看您本次的旅程吗？
我：可以呀，看吧，[我将哀求哀求行中的资源地点摆了出来]。
线程：/user/....，原来您是要去这里呀，这边请~。
线程：我们起告急去找DispatcherServlet服务处，才气继承前行。

PS：接下来是陈诉Java-SpringMVC框架的实行过程，非Java开辟可忽略细节。

随着Thread-xxx的步伐，我们找到了线程口中所说的DispatcherServlet服务处，该服务处的工作人员起首看了一下我本次的详细目标地（资源地点），然后说：您必要先去问一下HandlerMapping管理局，让它给你找一下详细负责这块业务的工作室。

紧接着线程Thread-xxx又带我来到了HandlerMapping管理局找到了其中的管理人员，该管理人员让我先把要找的资源位置给它，然后只见它拿着我的目标地点作为条件，然后输入进了查询器，一刹时便查出来了我本次的终极目标地：UserController工作室！

线程Thread-xxx道：这就是负责您本次任务的终极工作室啦！我这就带您已往。

这其实本质上就是SpringMVC中，哀求定位详细Java方法的逻辑，但由于之前没出过《SpringMVC的原理篇》，因此接下来从专业性的角度简单叙述一下SpringMVC的核心原理。

先上一张SpringMVC的原理图：

观察如上流程图，其实看起来难免有些生涩，那如今咱们换成简单一点的方式叙述，不再通过这种源码性的流程去明白。
不知诸位是否还记得，最开始学习SpringMVC时的设置过程，接下来我们简单回想一下：

①设置springmvc-servlet.xml文件：

(六)网络编程之化身一个哀求感受欣赏器输入URL后奥妙的网络之旅！

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