1. 前言

虽然计算机网络是后端开发过程中必须要接触的模块，但是计算机网络相关的面试题大多都偏向理论，为了更好的理解在开发过程中计算机网络交互的作用，本小节会介绍一道网络相关的高频整合题目。

2. 在浏览器输入了一个 URL 后发生了什么

面试官提问： 当你在浏览器中输入了一个网址URL，例如http://www.imooc.com并且按下回车到页面展示内容的这个过程，发生了什么？可以从浏览器、服务器、计算机网络相关尝试分析。

2.1 DNS域名解析

题目解析：输入 URL 之后，浏览器做的第一件事情就是 DNS 域名解析。

在之前的小节，我们分析五层网络模型时就知道了数据链路层传输的帧，并不是通过字符串 “http://imooc.com” 寻找到目标主机，而是通过 MAC 地址找到目标主机的硬件地址，要通过 ARP 协议解析获取 MAC 地址，我们需要目标主机的 IP 地址，所以问题是如何通过域名获取对应 IP 地址。

所以第一个步骤，我们需要获取域名对应的IP地址，会经过以下几个步骤：

（1）访问 Hosts 文件
浏览器会首先查看本机的 Hosts 文件，是否已经存在映射关系。
Hosts文件是用来存储常用的域名和对应IP地址关系的关联文件，例如在Hosts文件中存储了"www.imooc.com" -> "204.1.17.89"，那么我们不需要访问DNS服务器即可获取百度域名对应的IP地址。

（2）访问本地缓存
如果 Hosts 文件中不存在映射关系，浏览器（例如Chrome）会再查看浏览器本地的缓存，是否存在映射关系。

（3）访问 DNS 服务器

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DNS 解析的过程简单来看，是从"我的电脑"传输域名"www.imooc.com"到 DNS 服务器，解析生成IP后返回给"我的电脑"。但是面试官一般会接着询问 DNS 解析的详细过程，依次考察候选人的知识深度。

步骤（1）：浏览器会向本地 DNS 服务器发送域名报文。

步骤（2）：本地 DNS 接收报文之后，会将请求转发到根 DNS 服务器。

步骤（3）：根 DNS 服务器通过".com"后缀返回 com 顶级域名服务器的IP地址205.0.1.2。

步骤（4）：本地 DNS 服务器带着域名访问IP：205.0.1.2顶级域名服务器。

步骤（5）：com 顶级域名服务器根据后缀"imooc.com"，返回 IP 地址206.0.1.3。

步骤（6）：本地 DNS 服务器带着域名访问IP206.0.1.3二级域名服务器。

步骤（7）：二级域名服务器通过www.imooc.com查询到了域名对应的实际IP地址210.1.17.89，返回给本地 DNS 服务器。

步骤（8）：本地 DNS 服务器透传IP210.1.17.89返回给"我的电脑"。

2.2 建立 TCP 连接

在经过 DNS 解析之后，浏览器已经获取了对应网站的 IP 地址，通过三次握手连接到网站服务器，这个步骤中，我们可以给面试官画出简化后的三次握手过程：

（1）客户端发送一个带有 SYN 标记位的数据包（syn=J）到服务器，然后进入 SYN_SENT 状态；

（2）服务器收到 SYN 包，需要确认客户端的 SYN（赋值ack=J+1），然后自己也发送一个 SYN 包（syn=K），服务器进入 SYN_RCVD 状态；

（3）客户端收到服务器的 SYN+ACK 包，向服务器端发送确认包，即ack=K+1，发送完成之后，两边都进入 ESTABLISHED 建立连接状态。

2.3 发送 HTTP 请求

TCP 三次握手之后，客户端和服务器端成功建立了连接，之后浏览器会向服务器特定端口发送HTTP请求。

以 Chrome 浏览器为例，按下 F12 即可进入开发者模式，Network 一栏查看HTTP请求的具体报文。

一个 HTTP 报文由请求行（Request Line）、请求头部（Request Headers）、空行（Blank Line）以及请求体（Request Body）构成，请求行中规定了请求方法、URI 以及 HTTP 的版本，关于每个字段的详细解释，之前的小节已经进行了阐述。

2.4 服务器端解析请求

当一个 HTTP 请求打进服务器之后，一般的流程是：网关层（例如Ngnix）最先获取请求，然后路由转发到具体的Web服务，经过一段业务逻辑之后，可能还会查询数据库，最后将处理的结果返回给浏览器客户端。

对于后端开发程序员来说，日常的工作就集中在服务器端，特别是流程图中的"Web业务服务"这块，例如基于 Spring 框架、Django 框架或者ThinkPHP 框架进行业务逻辑开发和上线。

2.5 返回 HTTP 响应

服务器端处理业务结果之后，也要返回 HTTP 响应，HTTP 响应由状态行（Status Line）、响应头部（Response Headers）、空行（Blank Line）以及响应体（Response Body）构成，关于每个部分的细节也不再赘述。需要特别注意的是，响应体中的各种错误码定义：

2.6 TCP四次挥手

当浏览器获取了域名对应的页面信息，为了避免服务器和客户端双方的资源损耗，客户端会请求断开 TCP 连接，和三次握手的过程相似，TCP 四次挥手的过程可以总结为：

（1）第一次请求：客户端请求断开FIN,携带信息seq=u；

（2）第二次请求：服务器确认客户端的断开请求 ACK ,携带信息ack=u+1,seq=v；

（3）第三次请求：服务器请求断开 FIN ,携带信息seq=w,ACK,ack=u+1；

（4）第四次请求：客户端确认服务器的断开 ACK ,携带信息ack=w+1,seq=u+1。

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2.7 浏览器解析 HTML

服务器返回给客户端的是 HTML 以及 CSS、Javascript 代码，要展示为静态页面，还需要经过浏览器的解析行为。

浏览器内核引擎解析 HTML 文档并且将标签转换为 DOM（Document Object Model，文档对象模型）树的 DOM 节点，不同浏览器的渲染解析流程大同小异。

同时，浏览器内核引擎还会解析 CSS 生成 CSS 规则树，按照从右到左的顺序读取选择器。

另外，在浏览器中还有个"JS脚本解析器"，解析 HTML 和 CSS 是多线程同时执行的，CSS 解析失败不会影响 HTML 内容的解析，但是如果 JS 脚本解析过程中触发了异常，会直接终止 HTML 内容的解析。关于更详细的解析动作，作为后端开发，我们不需要了解太多，这块也不会作为面试考察的内容。

3.小结

本节中和大家讲解了"我们在浏览器中输入一个URL，具体发生了什么"，整个过程中分析了应用层（HTTP、DNS）、传输层（TCP）、网络层（IP）等网络分层的各个协议的作用，也对服务器解析HTTP的基本流程进行了阐述，本小节需要大家掌握访问 URL 时每个步骤的基本功能，能够通过对调用链路的分析，向面试官展示自己的计算机网络功底。