在浏览器中输入一个域名之后都发生了什么

当你在浏览器中打入www.baidu.com后，轻轻一敲回车百度输入框就展现在你面前，我们看似很简单很简单的一个操作，背后却有着超级复杂的过程。

其实网络传输跟我们平常说话有许多相似的地方，大脑组织语言通过喉咙的声带震动传递给空气，空气震动耳膜再进入大脑，这个过程中，大脑组织语言相当于应用层的协议，你可以说中文(http)也可以说英文(xmpp)但是他们都会被转换成声波(二进制流)在空气（网线）中进行传递。

我们先说说TCP/IP五层模型。

物理层(网关)<->链路层(MAC)<->网络层(IP)<->传输层(TCP)<->应用层(HTTP)

1、当在浏览器中输入一个域名之后，先通过DNS获得IP地址（DNS解析也属于一种网络连接，也需要完成一些列的网络交互）

2、浏览器属于客户端，部分浏览器使用的是开源的curl网络连接库，它使用系统提供的套接字接口socket构建HTTP应用层协议，并且监听一个端口号。比如我们写用户登录接口发送username,password等字段都是按照HTTP协议进行封装。应用层的协议自己也可以定义，总结为3个过程，input（获得tcp字节流）encode（编码）decode（解码）。比如我定义一个text协议传输文本，在每段文本结尾添加\n作为结束，那么从TCP传送过来的每段字节流我都查找一下是否有\n的存在，如果有，我就把\n之前的所有数据进行decode，就转换成一条完整的text协议包。循环反复获得全部的数据，这样看来是不是觉得应用层协议很简单。HTTP只不过比text结构稍微复杂一点，但是原理却是一样的，如下图

然后编写好input encode decode三个方法也可以自己实现http协议。

3、HTTP协议封装完成之后转交给传输层，HTTP建立在TCP连接（好比给别人打电话，电话线接通是TCP，当我们用中文进行沟通的时候，中文在里面就充当的是HTTP，但是我也可以说英语XMPP，法语FTP等等来进行对话，只需要对面能听懂就行），也就是把封装好的HTTP再次进行TCP封装构建请求段。TCP包头如下：

源端口号是浏览器监听的，目的端口号是服务器监听的端口号，默认是80端口。

看一下三次握手图如下

我们打开wireshark工具绑定网卡后，在浏览器上随便打开一个网站，看一下TCP三次握手的过程。

第一次握手：

第二次握手

第三次握手

4、TCP包传输给网络层，封装成IP包（在网络层IP协议要将源地址、目的地址包装在IP包中，此外，IP包中还包含了版本、首部长度、服务类型TOS、总长度、标识、标志、片偏移、首部检验和、生存时间TTL等）

5、IP包传给数据链路层，构建MAC帧(MAC全称 Media Access Control 媒体访问控制)，本机MAC直接获得，目标MAC需要用到ARP协议获得。

6、MAC帧构建完成之后就是网关发送数据在真真实实在网络上传送了，可以通过 wifi，网线，光纤进行数据传播，根据路由算法寻址找到目标IP地址所在的网关。

7、在IP地址所在的网关中将MAC和IP包发送到目标主机的网络层，取下IP和MAC地址看和自己是否匹配。如果匹配，把网络层数据传递给传输层，这时候TCP会向反方向发送确认包，这就是传说中的TCP三次握手，在第3步中有个标志位，发送SYN发起一个新连接，到第7步中发送一个ACK确认信号告诉第4步我已经收到，完成第一次握手。然后再到反方向到到第4步中像第7不发送ACK也进行确认完成第二次握手，最后到第7步中收到确认完成第三次握手，完成TCP的连接。在linux中输入netstat会看到大量网络连接，里面State有如下几个：

LISTEN：侦听来自远方的TCP端口的连接请求

SYN-SENT：再发送连接请求后等待匹配的连接请求（进行第一次握手）

SYN-RECEIVED：再收到和发送一个连接请求后等待对方对连接请求的确认（进行第二次握手）

ESTABLISHED：代表一个打开的连接(完成第三次握手，建立连接)

FIN-WAIT-1：等待远程TCP连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认

FIN-WAIT-2：从远程TCP等待连接中断请求

CLOSE-WAIT：等待从本地用户发来的连接中断请求

CLOSING：等待远程TCP对连接中断的确认

LAST-ACK：等待原来的发向远程TCP的连接中断请求的确认（不是什么好东西，此项出现，检查是否被攻击）

TIME-WAIT：等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认

CLOSED：没有任何连接状态

8、建立完成TCP连接后，这时候进行端口匹配，将内容发送给HTTP服务，服务器端一般使用nginx、tomcat、apache进行HTTP处理，这里我们使用apache+php来分析，这种模式是PHP通过mod_php5.so模块和Apache相连（具体说来是SAPI，即服务器应用程序编程接口），交互可以使用cgi、fast-cgi、apache的dll模块这几种方式。CGI方式在遇到连接请求先要创建CGI的子进程，激活一个CGI进程，然后处理请求，处理完后结束这个子进程。这就是fork-and-execute模式。所以用cgi方式的服务器有多少连接请求就会有多少cgi子进程，子进程反复加载是CGI性能低下的主要原因。fast-cgi是CGI的升级版本，可以看做是一个常住型的CGI，它可以一直执行着，只要激活后，不会每次都要花费时间去fork一次。PHP使用PHP-FPM（FastCGI Process Manager），全称PHP FastCGI 进程管理器进行管理。apache把http传递给PHP，PHP直接使用http信息进行相关业务逻辑的处理，比如用户登录，通过$_POST获取http协议的数据区域里面的username和password，再使用PHP提供的相关函数连接数据库，进行对比后把结果信息再次封装成HTTP协议传输给传输层，沿着之前的网络过程进行数据传输，直到用户浏览器。

9、用户浏览器接收到服务器的HTTP请求，进行相应的逻辑操作(javascript)，和页面展示渲染（html/css）出我们能看到的页面、至此整个网络过程传出完毕。

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