Web开发学习笔记——浏览器是如何工作的

我们知道，我们要访问互联网资源，都需要一个浏览器的帮助，可以是Chrome，Firefox或者IE等等，那么，举个例子，我们在浏览器地址栏中输入Github的网址https://github.com/fanyj1994，一直到Github的页面内容出现在浏览器视口中，这之间发生了什么呢？也就是说，浏览器是如何工作的呢？在了解这个过程之前，我们先了解一些关于浏览器的知识。

• 网址（URL）
• IP地址
• DNS域名系统

网址（URL）的几个部分

我们在浏览器的地址栏输入https://github.com/fanyj1994，这部分内容就是我们常说的网址，又叫做统一资源定位符，也就是URL(Uniform Resource Locator)，URL是URI的一种常见形式，URI(Unicode Resource Identifier)，也叫做统一资源标识符，它是一个用于标识互联网资源的字符串，就像我们每个人名字一样。除了URL，还有一种URI形式是URN，也叫做统一资源名称，这种形式比较罕见。

在这个URL中，https 称为协议，是超文本传输协议的缩写。后面的github.com是网站所属的主机名，而后面剩余的部分则是路径，因为对于一个网站来说，它可能包括很多页面，而这些路径则决定了具体网页所在的位置，有的时候，这些路径会作为子域放到主机的前面。还有一些网站会加上一些端口号，例如我们常见的80端口，另外，在GET模式的窗体下，最后会有以"?"为起点的的查询参数，例如https://github.com/fanyj1994?tab=repositories中的tab=repositories部分则查询的是tab为repositories的标签页。也就如下图所示：

URL图介

IP地址(Internet Protocol Address)

IP地址是分配给网络上使用网际协议的设备的数字标签，网际协议也就是IP协议，IP协议是TCP/IP协议中网络层的主要协议，其任务是根据源主机和目的主机的地址传送数据。常见的IP地址有IPv4和IPv6两大类，前者由32位二进制数组成，而后者长度变长，由32位十进制数组成。

也就是说，每一个使用IP协议的设备都会有一个独立的IP地址，所以，每个网址后面其实也就对应一个独一无二的IP地址，来代表网络设备的所在位置。

DNS域名系统(Domain Name System)

我们知道，全世界已经有数百亿台互联网设备，也就是说，已经存在数百亿个IP地址，而且这个数字在不断攀升，当输入一个网址，要寻找其对应的IP地址就是一项十分艰巨的任务了，而DNS就是负责这项任务的服务，它是一个域名与IP地址相互映射的分布式数据库，它可以将人们不能读懂的IP地址转换为相对应的语义化的域名，就像我们看到https://www.google.com自然知道这是谷歌搜索,但是看到216.58.210.142这个IP地址并不知道它指向哪里，而事实上这就是google.com对应的IP地址。

这个查询的基本过程是这样的：客户端会发送一个查询报文（大概是query google.com这样的）到DNS服务器，DNS会首先检查自身的缓存，如果已经有这个记录，它会直接返回，如果没有找到，则DNS会继续发送查询报文到根域名服务器（最顶级的域名服务器），根域名服务器会返回.com域的顶级域名服务器（也即TLD服务器top-level-domain）的地址（人家是顶级的，只管这些顶级域名），得到顶级域名服务器的地址之后，DNS服务器会接着发送查询报文到这个地址，然后得到google.com的权威域名服务器地址，取得这个地址后，DNS服务器会将这个地址存入自身的缓存（下次再用就不用这么费劲咯）并将结果返回给客户端，然后客户端会根据IP地址，进行定位，并发送请求。所以DNS数据库就像一个具有主观能动性的电话簿，其基本结构如下图。

域名服务器层次图

第二层也就是是权威服务器。

值得注意的是，对于拥有子域名的一些URL，例如谷歌地图，其实在DNS查询过程中，.com的顶级域名服务器在返回google.com的权威域名服务器地址时，会附上它所有子域名(map/translate/play等)的信息，这个过程被形象地称为胶水。

关于更详尽的关于DNS系统如何工作，请看这里生动有趣的阐释~

浏览器的工作

了解了这些名词之后，我们来着了解，当在浏览器中输入网址https://github.com/fanyj1994并按下回车后，到拿到这个页面，整个过程发生了什么。

输入地址后，浏览器会通过DNS来查找到与这个地址相匹配的IP地址192.30.253.112，并与之连接，并等待目标地址（也就是Github服务器）确认连接之后，浏览器会发出一个HTTP请求，Github的服务器收到请求之后，会根据请求进行相关的响应和操作（数据查找之类的），然后会返回一个网页（HTML页面），浏览器接到页面之后，进行解析（CSS渲染之类，JS行为添加），然后呈现在我们面前。

这就是一次简单的网络访问过程。