超详细的"Web页面请求过程"之旅

（斜体部分是解释的内容，能帮助理解）

前言：整体过程

*一句话过程：*打开浏览器，输入URL，连接服务器，渲染服务器返回的结果。

• 本地主机与服务器间的通信是两个进程间相互发送报文，而进程是通过socket套接字发送和接收报文的，想要收发socket，首先主机与服务器需要通过TCP三次握手建立TCP连接，连接建立之后，把请求报文放入套接字，然后经过传输层、网络层、数据链路层，层层封装，最终经过以太网路由转发给目的服务器；
• 服务器收到请求后，返回响应报文，本地主机接收到响应报文之后，经由浏览器渲染展示。

那在这个过程中首先我们需要建立连接，也就是TCP三次握手，先开始第一次握手，也就是主机向服务器发送请求报文段，这就需要知道源IP，目的IP。
一开始，我们没有源IP，现在开始申请IP

一、为主机申请IP：DHCP动态主机配置协议

我需要一个IP地址，告诉网络我是谁。这就需要DHCP动态主机配置协议。
1）主机生成一个DHCP请求报文（应用层）
2）放入UDP报文段（传输层），UDP报文段主要包含

• 源端口68（DHCP客户端的固定端口）
• 目的端口67（DHCP服务器的固定端口）

3）网络层添加头部封装成IP数据报，主要包含

• 源IP：0.0.0.0
• 目的IP：255.255.255.255（广播IP）

4）数据链路层添加头部封装成以太网帧，主要包含

• 源MAC：自己的MAC
• 目的MAC：FF:FF:FF:FF:FF:FF（广播帧）

5）以太网帧被发送到交换机*（他是怎么找到交换机的呢？你的网线连着呢呀）*，交换机修改转发表记录我的MAC （自学习：每接收到一个帧都记录该帧的MAC和到达的接口），然后在他的所有出口广播这个帧

6）与交换机相连的默认网关路由器接收到了这个广播帧，进行解析，提取出IP数据报，发现目的IP是广播IP，就交给传输层，传输层又提取出 DHCP 请求交给应用层， DHCP 服务器就收到了该 DHCP 请求。
（路由器？服务器？这里路由器怎么就成服务器了呢？其实路由器的路由功能只是它众多功能的一种，他还可以支持别的协议，比如这里的DHCP协议）

7）DHCP 服务器为此生成一个 DHCP ACK 报文，主要包含：

• 分配给DHCP请求的IP
• DNS服务器的IP
• 默认网关路由器的IP
• 子网掩码

这个报文再被传输层、网络层、数据链路层一路封装成帧，该帧的目的 MAC 是我的MAC，源MAC是接收 DHCP 请求帧的路由器端口的 MAC

8）DHCP ACK以太网帧由默认网关路由器发送给交换机，交换机根据转发表转发回给我的主机

9）主机收到该帧之后再从链路层到应用层，层层提取，最后得到自己的IP、DNS服务器IP、默认网关路由器IP，进行配置，我就有了IP。

二、查找默认网关路由器的MAC地址：ARP地址转换协议

现在我有了源 IP，要开始找目的 IP，现在我已知什么呢？已知目的域名，根据域名找 IP，找 DNS 域名系统服务器去查就好。在前面 DHCP 过程中我们已经得到了 DNS 服务器的 IP 地址，现在只要去访问该IP就好，但是在这之前我们需要先走出我们所处的局域网，这就需要局域网默认网关路由器的MAC地址，这是为什么呢？又要怎么找呢？继续往下看。

先解释一下默认网关路由器，每一个主机都在一个局域网里，要访问局域网以外的主机就需要先离开这个局域网，那我们要怎么离开呢？我们把这个局域网比作一个院子，网关路由器就是这个院子的门，我们要离开这个院子的话就要从门出去，那一个院子可以有很多个门，我们从哪个门出去呢？我们自己也不知道啊，但一般都有一个默认的，不知道该从哪出去的时候，就走默认的。

为什么需要局域网的MAC地址呢？ 因为局域网内是通过 MAC 进行识别的，为什么要用 MAC 地址识别呢？是这样的，以前没这么多主机的时候，IP 是固定的，我们就不需要 MAC，但现在主机越来越多，这就导致局域网里 IP 不是十分充足，管理起来也不是很好管理，所以 IP 每隔一段时间就会被回收，需要的时候才会被分配，这也就是为什么前面提到的 DHCP 动态主机配置协议会存在，所以这个 IP 是会变的，对于主机来说，唯一不变的是 MAC，所以，在局域网内部我们是用 MAC 定位的。

那又要怎么找MAC地址呢？通过IP找MAC，这就用到了ARP地址转换协议。

10）主机生成一个 ARP 查询报文，目的 IP 是默认网关路由器，这个报文最终被封装成以太网帧，帧的目的MAC是 FF:FF:FF:FF:FF:FF（广播地址），然后把帧发给交换机，交换机看到是广播地址就给广播出去

11）默认网关路由器接收到了这个帧，经过层层提取得到 ARP 报文，发现其中的目的 IP 跟他自己某个接口的 IP 匹配，就发送回去一个 ARP 应答报文给主机，这里包含他自己的 MAC

三、查找目的域名的IP：DNS域名系统

现在我们拿到了默认网关路由器的MAC，可以离开局域网去DNS服务器查目的域名的IP了

12）主机生成DNS查询报文，包含

• 目的域名
• DNS服务器目的端口：53

层层封装成以太网帧，帧的目的 MAC 是默认网关路由器的 MAC

13）默认网关路由器接收到该帧之后，提取出IP数据报，并根据路由表进行转发，因为路由器具有内部网关协议*（RIP路由信息协议、OSPF开放最短路径优先协议）和外部网关协议（BGP边界网关协议）*，因此路由表中已经配置了可以从路由器到达 DNS 服务器的路由表项

14）DNS 服务器接收到帧后，层层提取出 DNS 查询报文，并在 DNS 数据库中查找待解析域名对应的 IP，找到之后发送 DNS 应答报文，封装成 UDP 报文段，再放入 IP 数据报，最后通过路由器转回给源主机的默认网关路由器，再经由交换机转发给源主机。

四、TCP三次握手

这样我就拿到了目的域名的IP，就可以进行TCP的三次握手了。

15）（第一次握手）主机向目的服务器发送连接请求报文段，SYN=1，ACK=0，选择一个初始的序号 x。

16）（第二次握手）目的服务器收到连接请求报文段后，如果同意建立连接，则向主机发送连接确认报文段，SYN=1，ACK=1，确认号为 x+1，同时也选择一个初始的序号 y。

17）（第三次握手）主机收到目的服务器的连接确认报文段后，还要向目的服务器发出确认，确认号为 y+1，序号为 x+1。

18）目的服务器收到主机的确认后，连接就建立了。

为什么要进行第三次握手呢？
第三次握手是为了防止失效的连接请求到达服务器，让服务器错误打开连接。
客户端发送的连接请求如果在网络中滞留，那么就会隔很长一段时间才能收到服务器端发回的连接确认。客户端等待一个超时重传时间之后，就会重新请求连接。但是这个滞留的连接请求最后还是会到达服务器，如果不进行三次握手，那么服务器就会打开两个连接。如果有第三次握手，客户端会忽略服务器之后发送的对滞留连接请求的连接确认，不进行第三次握手，因此就不会再次打开连接。

19）连接建立完成了，现在我们就可以继续前言中连接建立之后的过程进行访问了

感谢以下文章：

https://blog.csdn.net/w_bu_neng_ku/article/details/79889156
https://blog.csdn.net/adudurant/article/details/22188809