• 从输入网址到网页显示:DNS查找与请求发送

    浏览器工作原理
    服务器君一共花费 46.605 ms 进行了 3 次数据库查询,努力地为您提供了这个页面。
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    从你在浏览器输入一个网址,到网页显示,其中背后发生了什么呢?接下来的小节里让我们好好探讨下这个问题。

    1. 在浏览器里输入网址

    2. 浏览器查找域名的IP地址

    导航的第一步是通过访问的域名找出其IP地址。DNS查找过程如下:

    1. 浏览器缓存 – 浏览器会缓存DNS记录一段时间。 有趣的是,操作系统没有告诉浏览器储存DNS记录的时间,这样不同浏览器会储存个自固定的一个时间(2分钟到30分钟不等)。
    2. 系统缓存 – 如果在浏览器缓存里没有找到需要的记录,浏览器会做一个系统调用(windows里是gethostbyname)。这样便可获得系统缓存中的记录。
    3. 路由器缓存 – 接着,前面的查询请求发向路由器,它一般会有自己的DNS缓存。
    4. ISP DNS 缓存 – 接下来要check的就是ISP缓存DNS的服务器。在这一般都能找到相应的缓存记录。
    5. 递归搜索 – 你的ISP的DNS服务器从跟域名服务器开始进行递归搜索,从.com顶级域名服务器到Facebook的域名服务器。一般DNS服务器的缓存中会有.com域名服务器中的域名,所以到顶级服务器的匹配过程不是那么必要了。

    DNS递归查找如下图所示:

    DNS有一点令人担忧,这就是像wikipedia.org 或者 facebook.com这样的整个域名看上去只是对应一个单独的IP地址。还好,有几种方法可以消除这个瓶颈:

    1. 循环 DNS 是DNS查找时返回多个IP时的解决方案。举例来说,Facebook.com实际上就对应了四个IP地址。
    2. 负载平衡器 是以一个特定IP地址进行侦听并将网络请求转发到集群服务器上的硬件设备。 一些大型的站点一般都会使用这种昂贵的高性能负载平衡器。
    3. 地理 DNS 根据用户所处的地理位置,通过把域名映射到多个不同的IP地址提高可扩展性。这样不同的服务器不能够更新同步状态,但映射静态内容的话非常好。
    4. Anycast 是一个IP地址映射多个物理主机的路由技术。 美中不足,Anycast与TCP协议适应的不是很好,所以很少应用在那些方案中。

    大多数DNS服务器使用Anycast来获得高效低延迟的DNS查找。

    3. 浏览器给web服务器发送一个HTTP请求

    因为像Facebook主页这样的动态页面,打开后在浏览器缓存中很快甚至马上就会过期,毫无疑问他们不能从中读取。所以,浏览器将把一下请求发送到Facebook所在的服务器:

    GET http://facebook.com/ HTTP/1.1
    Accept: application/x-ms-application, image/jpeg, application/xaml+xml, [...]
    User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 6.1; WOW64; [...]
    Accept-Encoding: gzip, deflate
    Connection: Keep-Alive
    Host: facebook.com
    Cookie: datr=1265876274-[...]; locale=en_US; lsd=WW[...]; c_user=2101[...]
    

    GET 这个请求定义了要读取的URL: “http://facebook.com/”。 浏览器自身定义 (User-Agent 头), 和它希望接受什么类型的相应 (Accept and Accept-Encoding 头). Connection头要求服务器为了后边的请求不要关闭TCP连接。

    请求中也包含浏览器存储的该域名的cookies。可能你已经知道,在不同页面请求当中,cookies是与跟踪一个网站状态相匹配的键值。这样cookies会存储登录用户名,服务器分配的密码和一些用户设置等。Cookies会以文本文档形式存储在客户机里,每次请求时发送给服务器。

    用来看原始HTTP请求及其相应的工具很多。作者比较喜欢使用fiddler,当然也有像FireBug这样其他的工具。这些软件在网站优化时会帮上很大忙。

    除了获取请求,还有一种是发送请求,它常在提交表单用到。发送请求通过URL传递其参数(e.g.: http://example.com/test.php?id=5)。发送请求在请求正文头之后发送其参数。

    像“http://facebook.com/”中的斜杠是至关重要的。这种情况下,浏览器能安全的添加斜杠。而像“http: //example.com/folderOrFile”这样的地址,因为浏览器不清楚folderOrFile到底是文件夹还是文件,所以不能自动添加 斜杠。这时,浏览器就不加斜杠直接访问地址,服务器会响应一个重定向,结果造成一次不必要的握手。

    4. facebook服务的永久重定向响应

    图中所示为Facebook服务器发回给浏览器的响应:

    HTTP/1.1 301 Moved Permanently
    Cache-Control: private, no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0,
    pre-check=0
    Expires: Sat, 01 Jan 2000 00:00:00 GMT
    Location: http://www.facebook.com/
    P3P: CP="DSP LAW"
    Pragma: no-cache
    Set-Cookie: made_write_conn=deleted; expires=Thu, 12-Feb-2009 05:09:50 GMT;
    path=/; domain=.facebook.com; httponly
    Content-Type: text/html; charset=utf-8
    X-Cnection: close
    Date: Fri, 12 Feb 2010 05:09:51 GMT
    Content-Length: 0
    

    服务器给浏览器响应一个301永久重定向响应,这样浏览器就会访问“http://www.facebook.com/” 而非“http://facebook.com/”。

    为什么服务器一定要重定向而不是直接发会用户想看的网页内容呢?这个问题有好多有意思的答案。

    其中一个原因跟搜索引擎排名有 关。你看,如果一个页面有两个地址,就像http://www.igoro.com/ 和http://igoro.com/,搜索引擎会认为它们是两个网站,结果造成每一个的搜索链接都减少从而降低排名。而搜索引擎知道301永久重定向是 什么意思,这样就会把访问带www的和不带www的地址归到同一个网站排名下。

    还有一个是用不同的地址会造成缓存友好性变差。当一个页面有好几个名字时,它可能会在缓存里出现好几次。

    5. 浏览器跟踪重定向地址

    现在,浏览器知道了“http://www.facebook.com/”才是要访问的正确地址,所以它会发送另一个获取请求:

    GET http://www.facebook.com/ HTTP/1.1
    Accept: application/x-ms-application, image/jpeg, application/xaml+xml, [...]
    Accept-Language: en-US
    User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 6.1; WOW64; [...]
    Accept-Encoding: gzip, deflate
    Connection: Keep-Alive
    Cookie: lsd=XW[...]; c_user=21[...]; x-referer=[...]
    Host: www.facebook.com
    

    头信息以之前请求中的意义相同。

    至此,服务器那边才开始处理生成网页的请求,这一部分下一小节继续谈。

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现代魔法 推荐于 2013-02-27 10:23   

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