聲明：本文章中的說法僅是個人理解總結(jié)，不一定完全正確，但是可以有助于理解。

關(guān)于HTTP協(xié)議可以參考以下：

HTTP協(xié)議漫談 http://kb.cnblogs.com/page/140611/HTTP協(xié)議概覽 http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2013/05/11/3069788.html了解HTTP Headers的方方面面 http://kb.cnblogs.com/page/55442/

當(dāng)我們在瀏覽器的地址欄輸入 www.linux178.com ，然后回車，回車這一瞬間到看到頁面到底發(fā)生了什么呢？
域名解析 --> 發(fā)起TCP的3次握手 --> 建立TCP連接后發(fā)起http請求 --> 服務(wù)器響應(yīng)http請求，瀏覽器得到html代碼 --> 瀏覽器解析html代碼，并請求html代碼中的資源（如js、css、圖片等） --> 瀏覽器對頁面進(jìn)行渲染呈現(xiàn)給用戶
以下就是上面過程的一一分析，我們就以Chrome瀏覽器為例：

一.域名解析

首先Chrome瀏覽器會解析 www.linux178.com 這個域名（準(zhǔn)確的叫法應(yīng)該是主機(jī)名）對應(yīng)的IP地址。怎么解析到對應(yīng)的IP地址？

(1).Chrome瀏覽器 會首先搜索瀏覽器自身的DNS緩存（緩存時間比較短，大概只有1分鐘，且只能容納1000條緩存），看自身的緩存中是否有www.linux178.com 對應(yīng)的條目，而且沒有過期，如果有且沒有過期則解析到此結(jié)束。 注：我們怎么查看Chrome自身的緩存？可以使用 chrome://net-internals/#dns 來進(jìn)行查看

(2).如果瀏覽器自身的緩存里面沒有找到對應(yīng)的條目，那么Chrome會搜索操作系統(tǒng)自身的DNS緩存,如果找到且沒有過期則停止搜索解析到此結(jié)束. 注：怎么查看操作系統(tǒng)自身的DNS緩存，以Windows系統(tǒng)為例，可以在命令行下使用 ipconfig /displaydns 來進(jìn)行查看

(3). 如果在Windows系統(tǒng)的DNS緩存也沒有找到，那么嘗試讀取hosts文件（位于C:\Windows\System32\drivers\etc），看看這里面有沒有該域名對應(yīng)的IP地址，如果有則解析成功。
(4). 如果在hosts文件中也沒有找到對應(yīng)的條目，瀏覽器就會發(fā)起一個DNS的系統(tǒng)調(diào)用，就會向本地配置的首選DNS服務(wù)器（一般是電信運(yùn)營商提供的，也可以使用像Google提供的DNS服務(wù)器）發(fā)起域名解析請求（通過的是UDP協(xié)議向DNS的53端口發(fā)起請求，這個請求是遞歸的請求，也就是運(yùn)營商的DNS服務(wù)器必須得提供給我們該域名的IP地址），運(yùn)營商的DNS服務(wù)器首先查找自身的緩存，找到對應(yīng)的條目，且沒有過期，則解析成功。如果沒有找到對應(yīng)的條目，則有運(yùn)營商的DNS代我們的瀏覽器發(fā)起迭代DNS解析請求，它首先是會找根域的DNS的IP地址（這個DNS服務(wù)器都內(nèi)置13臺根域的DNS的IP地址），找打根域的DNS地址，就會向其發(fā)起請求（請問www.linux178.com這個域名的IP地址是多少??？），根域發(fā)現(xiàn)這是一個頂級域com域的一個域名，于是就告訴運(yùn)營商的DNS我不知道這個域名的IP地址，但是我知道com域的IP地址，你去找它去，于是運(yùn)營商的DNS就得到了com域的IP地址，又向com域的IP地址發(fā)起了請求（請問www.linux178.com這個域名的IP地址是多少?）,com域這臺服務(wù)器告訴運(yùn)營商的DNS我不知道www.linux178.com這個域名的IP地址，但是我知道linux178.com這個域的DNS地址，你去找它去，于是運(yùn)營商的DNS又向linux178.com這個域名的DNS地址（這個一般就是由域名注冊商提供的，像萬網(wǎng)，新網(wǎng)等）發(fā)起請求（請問www.linux178.com這個域名的IP地址是多少？），這個時候linux178.com域的DNS服務(wù)器一查，誒，果真在我這里，于是就把找到的結(jié)果發(fā)送給運(yùn)營商的DNS服務(wù)器，這個時候運(yùn)營商的DNS服務(wù)器就拿到了www.linux178.com這個域名對應(yīng)的IP地址，并返回給Windows系統(tǒng)內(nèi)核，內(nèi)核又把結(jié)果返回給瀏覽器，終于瀏覽器拿到了www.linux178.com對應(yīng)的IP地址，該進(jìn)行一步的動作了。注：一般情況下是不會進(jìn)行以下步驟的如果經(jīng)過以上的4個步驟，還沒有解析成功，那么會進(jìn)行如下步驟：5 操作系統(tǒng)就會查找NetBIOS name Cache（NetBIOS名稱緩存，就存在客戶端電腦中的），那這個緩存有什么東西呢？凡是最近一段時間內(nèi)和我成功通訊的計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)名和Ip地址，就都會存在這個緩存里面。什么情況下該步能解析成功呢？就是該名稱正好是幾分鐘前和我成功通信過，那么這一步就可以成功解析。6 如果第5步也沒有成功，那會查詢WINS 服務(wù)器（是NETBIOS名稱和IP地址對應(yīng)的服務(wù)器）7 如果第6步也沒有查詢成功，那么客戶端就要進(jìn)行廣播查找8 如果第7步也沒有成功，那么客戶端就讀取LMHOSTS文件（和HOSTS文件同一個目錄下，寫法也一樣）如果第八步還沒有解析成功，那么就宣告這次解析失敗，那就無法跟目標(biāo)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。只要這八步中有一步可以解析成功，那就可以成功和目標(biāo)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。

看下圖抓包截圖：Linux虛擬機(jī)測試，使用命令 wget www.linux178.com 來請求，發(fā)現(xiàn)直接使用chrome瀏覽器請求時，干擾請求比較多，所以就使用wget命令來請求，不過使用wget命令只能把index.html請求回來，并不會對index.html中包含的靜態(tài)資源（js、css等文件）進(jìn)行請求。

tcp3ci.png

二.發(fā)起TCP的3次握手

拿到域名對應(yīng)的IP地址之后，User-Agent（一般是指瀏覽器）會以一個隨機(jī)端口（1024 < 端口 < 65535）向服務(wù)器的WEB程序（常用的有httpd,nginx等）80端口發(fā)起TCP的連接請求。這個連接請求（原始的http請求經(jīng)過TCP/IP4層模型的層層封包）到達(dá)服務(wù)器端后（這中間通過各種路由設(shè)備，局域網(wǎng)內(nèi)除外），進(jìn)入到網(wǎng)卡，然后是進(jìn)入到內(nèi)核的TCP/IP協(xié)議棧（用于識別該連接請求，解封包，一層一層的剝開），還有可能要經(jīng)過Netfilter防火墻（屬于內(nèi)核的模塊）的過濾，最終到達(dá)WEB程序（本文就以Nginx為例），最終建立了TCP/IP的連接。

tcp.png

看抓包截圖：

11.png

9 號包 這個就是對應(yīng)上面的步驟 1）10 號包 這個對應(yīng)的上面的步驟 2）11 號包 這個對應(yīng)的上面的步驟 3）

TCP 為什么需要3次握手？
舉個例子：
假設(shè)一個老外在故宮里面迷路了，看到了小明，于是就有下面的對話：
老外： Excuse me，Can you Speak English?小明： yes 。老外： OK,I want ...

在問路之前，老外先問小明是否會說英語，小明回答是的，這時老外才開始問路
2個計(jì)算機(jī)通信是靠協(xié)議（目前流行的TCP/IP協(xié)議）來實(shí)現(xiàn),如果2個計(jì)算機(jī)使用的協(xié)議不一樣，那是不能進(jìn)行通信的，所以這個3次握手就相當(dāng)于試探一下對方是否遵循TCP/IP協(xié)議，協(xié)商完成后就可以進(jìn)行通信了，當(dāng)然這樣理解不是那么準(zhǔn)確。
為什么HTTP協(xié)議要基于TCP來實(shí)現(xiàn)？
目前在Internet中所有的傳輸都是通過TCP/IP進(jìn)行的，HTTP協(xié)議作為TCP/IP模型中應(yīng)用層的協(xié)議也不例外，TCP是一個端到端的可靠的面向連接的協(xié)議，所以HTTP基于傳輸層TCP協(xié)議不用擔(dān)心數(shù)據(jù)的傳輸?shù)母鞣N問題。

三.建立TCP連接后發(fā)起http請求

進(jìn)過TCP3次握手之后，瀏覽器發(fā)起了http的請求（看第?包），使用的http的方法 GET 方法，請求的URL是 / ,協(xié)議是HTTP/1.0

2.png

下面是第12號包的詳細(xì)內(nèi)容：

3.png

起始行：如 GET / HTTP/1.0 （請求的方法 請求的URL 請求所使用的協(xié)議）頭部信息：User-Agent Host等成對出現(xiàn)的值主體

不管是請求報(bào)文還是響應(yīng)報(bào)文都會遵循以上的格式。
那么起始行中的請求方法有哪些種呢？
GET: 完整請求一個資源 （常用）HEAD: 僅請求響應(yīng)首部POST：提交表單 （常用）PUT: (webdav) 上傳 DELETE：(webdav) 刪除 OPTIONS：返回請求的資源所支持的方法的方法 TRACE: 追求一個資源請求中間所經(jīng)過的代理

那什么是URL、URI、URN？
URI Uniform Resource Identifier 統(tǒng)一資源標(biāo)識符URL Uniform Resource Locator 統(tǒng)一資源定位符 格式如下： scheme://[username:password@]HOST:port/path/to/source http://www.magedu.com/downloads/nginx-1.5.tar.gzURN Uniform Resource Name 統(tǒng)一資源名稱URL和URN 都屬于 URI為了方便就把URL和URI暫時都通指一個東西

請求的協(xié)議有哪些種？
有以下幾種：
http/0.9: statelesshttp/1.0: MIME, keep-alive (保持連接), 緩存http/1.1: 更多的請求方法，更精細(xì)的緩存控制，持久連接(persistent connection) 比較常用

下面是Chrome發(fā)起的http請求報(bào)文頭部信息

4.png

其中
Accept 就是告訴服務(wù)器端，我接受那些MIME類型Accept-Encoding 這個看起來是接受那些壓縮方式的文件Accept-Lanague 告訴服務(wù)器能夠發(fā)送哪些語言 Connection 告訴服務(wù)器支持keep-alive特性Cookie 每次請求時都會攜帶上Cookie以方便服務(wù)器端識別是否是同一個客戶端Host 用來標(biāo)識請求服務(wù)器上的那個虛擬主機(jī)，比如Nginx里面可以定義很多個虛擬主機(jī) 那這里就是用來標(biāo)識要訪問那個虛擬主機(jī)。User-Agent 用戶代理，一般情況是瀏覽器，也有其他類型，如：wget curl 搜索引擎的蜘蛛等 條件請求首部：If-Modified-Since 是瀏覽器向服務(wù)器端詢問某個資源文件如果自從什么時間修改過，那么重新發(fā)給我，這樣就保證服務(wù)器端資源 文件更新時，瀏覽器再次去請求，而不是使用緩存中的文件安全請求首部：Authorization: 客戶端提供給服務(wù)器的認(rèn)證信息；

什么是MIME？
MIME（Multipurpose Internet Mail Extesions 多用途互聯(lián)網(wǎng)郵件擴(kuò)展）是一個互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，它擴(kuò)展了電子郵件標(biāo)準(zhǔn)，使其能夠支持非ASCII字符、二進(jìn)制格式附件等多種格式的郵件消息，這個標(biāo)準(zhǔn)被定義在RFC 2045、RFC 2046、RFC 2047、RFC 2048、RFC 2049等RFC中。 由RFC 822轉(zhuǎn)變而來的RFC 2822，規(guī)定電子郵件標(biāo)準(zhǔn)并不允許在郵件消息中使用7位ASCII字符集以外的字符。正因如此，一些非英語字符消息和二進(jìn)制文件，圖像，聲音等非文字消息都不能在電子郵件中傳輸。MIME規(guī)定了用于表示各種各樣的數(shù)據(jù)類型的符號化方法。 此外，在萬維網(wǎng)中使用的HTTP協(xié)議中也使用了MIME的框架，標(biāo)準(zhǔn)被擴(kuò)展為互聯(lián)網(wǎng)媒體類型。
MIME 遵循以下格式：major/minor 主類型/次類型 例如：
image/jpgimage/giftext/htmlvideo/quicktimeappliation/x-httpd-php

四.服務(wù)器端響應(yīng)http請求，瀏覽器得到html代碼

看下圖 第12號包是http請求包，第32包是http響應(yīng)包
服務(wù)器端WEB程序接收到http請求以后，就開始處理該請求，處理之后就返回給瀏覽器html文件。

5.png

第32號包 是服務(wù)器返回給客戶端http響應(yīng)包（200 ok 響應(yīng)的MIME類型是text/html），代表這一次客戶端發(fā)起的http請求已成功響應(yīng)。200 代表是的 響應(yīng)成功的狀態(tài)碼，還有其他的狀態(tài)碼如下：
1xx: 信息性狀態(tài)碼 100, 1012xx: 成功狀態(tài)碼 200：OK3xx: 重定向狀態(tài)碼 301: 永久重定向, Location響應(yīng)首部的值仍為當(dāng)前URL，因此為隱藏重定向; 302: 臨時重定向，顯式重定向, Location響應(yīng)首部的值為新的URL 304：Not Modified 未修改，比如本地緩存的資源文件和服務(wù)器上比較時，發(fā)現(xiàn)并沒有修改，服務(wù)器返回一個304狀態(tài)碼， 告訴瀏覽器，你不用請求該資源，直接使用本地的資源即可。4xx: 客戶端錯誤狀態(tài)碼 404: Not Found 請求的URL資源并不存在5xx: 服務(wù)器端錯誤狀態(tài)碼 500: Internal Server Error 服務(wù)器內(nèi)部錯誤 502: Bad Gateway 前面代理服務(wù)器聯(lián)系不到后端的服務(wù)器時出現(xiàn) 504：Gateway Timeout 這個是代理能聯(lián)系到后端的服務(wù)器，但是后端的服務(wù)器在規(guī)定的時間內(nèi)沒有給代理服務(wù)器響應(yīng)

用Chrome瀏覽器看到的響應(yīng)頭信息：

6.png

那到底服務(wù)器端接收到http請求后是怎么樣生成html文件？
假設(shè)服務(wù)器端使用nginx+php(fastcgi)架構(gòu)提供服務(wù)
1 nginx讀取配置文件
我們在瀏覽器的地址欄里面輸入的是 http://www.linux178.com （http://可以不用輸入，瀏覽器會自動幫我們添加），其實(shí)完整的應(yīng)該是http://www.linux178.com./ 后面還有個點(diǎn)（這個點(diǎn)代表就是根域，一般情況下我們不用輸入，也不顯示）,后面的/也是不用添加，瀏覽器會自動幫我們添加（且看第3部那個圖里面的URL），那么實(shí)際請求的URL是http://www.linux178.com/，那么好了Nginx在收到 瀏覽器 GET / 請求時，會讀取http請求里面的頭部信息，根據(jù)Host來匹配 自己的所有的虛擬主機(jī)的配置文件的server_name,看看有沒有匹配的，有匹配那么就讀取該虛擬主機(jī)的配置，發(fā)現(xiàn)如下配置：
root /web/echo

通過這個就知道所有網(wǎng)頁文件的就在這個目錄下 這個目錄就是/ 當(dāng)我們http://www.linux178.com/時就是訪問這個目錄下面的文件，例如訪問http://www.linux178.com/index.html,那么代表/web/echo下面有個文件叫index.html
index index.html index.htm index.php

通過這個就能得知網(wǎng)站的首頁文件是那個文件，也就是我們在入http://www.linux178.com/ ，nginx就會自動幫我們把index.html（假設(shè)首頁是index.php 當(dāng)然是會嘗試的去找到該文件，如果沒有找到該文件就依次往下找，如果這3個文件都沒有找到，那么就拋出一個404錯誤）加到后面，那么添加之后的URL是/index.php,然后根據(jù)后面的配置進(jìn)行處理
location ~ ..php(/.)*$ { root /web/echo; fastcgi_pass 127.0.0.1:9000; fastcgi_index index.php; astcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name; include fastcgi_params;}

這一段配置指明凡是請求的URL中匹配（這里是啟用了正則表達(dá)式進(jìn)行匹配） *.php后綴的（后面跟的參數(shù)）都交給后端的fastcgi進(jìn)程進(jìn)行處理。
2 把php文件交給fastcgi進(jìn)程去處理
于是nginx把/index.php這個URL交給了后端的fastcgi進(jìn)程處理，等待fastcgi處理完成后（結(jié)合數(shù)據(jù)庫查詢出數(shù)據(jù)，填充模板生成html文件）返回給nginx一個index.html文檔，Nginx再把這個index.html返回給瀏覽器，于是乎瀏覽器就拿到了首頁的html代碼，同時nginx寫一條訪問日志到日志文件中去。
注1：nginx是怎么找index.php文件的？
當(dāng)nginx發(fā)現(xiàn)需要/web/echo/index.php文件時，就會向內(nèi)核發(fā)起IO系統(tǒng)調(diào)用(因?yàn)橐布蚪坏溃@里的硬件是指硬盤，通常需要靠內(nèi)核來操作，而內(nèi)核提供的這些功能是通過系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)的)，告訴內(nèi)核，我需要這個文件,內(nèi)核從/開始找到web目錄，再在web目錄下找到echo目錄，最后在echo目錄下找到index.php文件，于是把這個index.php從硬盤上讀取到內(nèi)核自身的內(nèi)存空間，然后再把這個文件復(fù)制到nginx進(jìn)程所在的內(nèi)存空間，于是乎nginx就得到了自己想要的文件了。
注2：尋找文件在文件系統(tǒng)層面是怎么操作的？
比如nginx需要得到/web/echo/index.php這個文件
每個分區(qū)（像ext3 ext3等文件系統(tǒng)，block塊是文件存儲的最小單元 默認(rèn)是4096字節(jié)）都是包含元數(shù)據(jù)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，每一個文件在元數(shù)據(jù)區(qū)都有元數(shù)據(jù)條目（一般是128字節(jié)大?。?，每一個條目都有一個編號，我們稱之為inode（index node 索引節(jié)點(diǎn)），這個inode里面包含 文件類型、權(quán)限、連接次數(shù)、屬主和數(shù)組的ID、時間戳、這個文件占據(jù)了那些磁盤塊也就是塊的編號（block，每個文件可以占用多個block,并且block不一定是連續(xù)的，每個block是有編號的），如下圖所示：

7.png

8.jpg

其在文件系統(tǒng)中分布如下圖所示

9.png

那么內(nèi)核究竟是怎么找到index.php這個文件的呢？
內(nèi)核拿到nginx的IO系統(tǒng)調(diào)用要獲取/web/echo/index.php這個文件請求之后
1 內(nèi)核讀取元數(shù)據(jù)區(qū) / 的inode，從inode里面讀取/所對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的編號，然后在數(shù)據(jù)區(qū)找到其對應(yīng)的塊（1 2號塊），讀取1號塊上的映射表找到web這個名稱在元數(shù)據(jù)區(qū)對應(yīng)的inode號2 內(nèi)核讀取web對應(yīng)的inode（3號），從中得知web在數(shù)據(jù)區(qū)對應(yīng)的塊是5號塊，于是到數(shù)據(jù)區(qū)找到5號塊，從中讀取映射表，知道echo對應(yīng)的inode是5號，于是到元數(shù)據(jù)區(qū)找到5號inode3 內(nèi)核讀取5號inode，得到echo在數(shù)據(jù)區(qū)對應(yīng)的是11號塊，于是到數(shù)據(jù)區(qū)讀取11號塊得到映射表，得到index.php對應(yīng)的inode是9號4 內(nèi)核到元數(shù)據(jù)區(qū)讀取9號inode，得到index.php對應(yīng)的是15和16號數(shù)據(jù)塊，于是就到數(shù)據(jù)區(qū)域找到15 16號塊，讀取其中的內(nèi)容，得到index.php的完整內(nèi)容

五. 瀏覽器解析html代碼，并請求html代碼中的資源

瀏覽器拿到index.html文件后，就開始解析其中的html代碼，遇到j(luò)s/css/image等靜態(tài)資源時，就向服務(wù)器端去請求下載（會使用多線程下載，每個瀏覽器的線程數(shù)不一樣），這個時候就用上keep-alive特性了，建立一次HTTP連接，可以請求多個資源，下載資源的順序就是按照代碼里的順序，但是由于每個資源大小不一樣，而瀏覽器又多線程請求請求資源，所以從下圖看出，這里顯示的順序并不一定是代碼里面的順序。
瀏覽器在請求靜態(tài)資源時（在未過期的情況下），向服務(wù)器端發(fā)起一個http請求（詢問自從上一次修改時間到現(xiàn)在有沒有對資源進(jìn)行修改），如果服務(wù)器端返回304狀態(tài)碼（告訴瀏覽器服務(wù)器端沒有修改），那么瀏覽器會直接讀取本地的該資源的緩存文件。

10.png