轉自：http://blog.csdn.net/king_a_123/article/details/52785516

1、概要

　　從使用者在瀏覽器輸入域名開始，到web頁面載入完畢，這是一個說複雜不復雜，說簡單不簡單的過程，下文暫且把這個過程稱作網頁載入過程。下面我將依靠自己的經驗，總結一下整個過程。如有錯漏，歡迎指正。

　　閱讀本文需要讀者已有一定的計算機知識，瞭解TCP、DNS等。

2、分析

　　眾所周知，開啟一個網頁的過程中，瀏覽器會因頁面上的css/js/image等靜態資源會多次發起連線請求，所以我們暫且把這個網頁載入過程分成兩部分：

1. html(jsp/php/aspx) 頁面載入(假設存在簡單的Nginx負載均衡)
2. css/js/image等 網頁靜態資源載入(假設使用CDN)

     2.1 頁面載入

　　先上一張圖，直觀明瞭地讓大家瞭解下基本流程，然後我們再逐一分析。

　　2.1.1 DNS解析

　　什麼是DNS解析？當使用者輸入一個網址並按下Enter鍵的時候，瀏覽器得到了一個域名。而在實際通訊過程中，我們需要的是一個IP地址。因此我們需要先把域名轉換成相應的IP地址，這個過程稱作DNS解析。

      1) 瀏覽器首先搜尋瀏覽器自身快取的DNS記錄。

　　或許很多人不知道，瀏覽器自身也帶有一層DNS快取。Chrome 快取1000條DNS解析結果，快取時間大概在一分鐘左右。

　　（Chrome瀏覽器通過輸入：chrome://net-internals/#dns 開啟DNS快取頁面）

　　2) 如果瀏覽器快取中沒有找到需要的記錄或記錄已經過期，則搜尋hosts檔案和作業系統快取。

　　在Windows作業系統中，可以通過 ipconfig /displaydns 命令檢視本機當前的快取。

　　通過hosts檔案，你可以手動指定一個域名和其對應的IP解析結果，並且該結果一旦被使用，同樣會被快取到作業系統快取中。

　　Windows系統的hosts檔案在%systemroot%\system32\drivers\etc下，linux系統的hosts檔案在/etc/hosts下。

　　3) 如果在hosts檔案和作業系統快取中沒有找到需要的記錄或記錄已經過期，則向域名解析伺服器傳送解析請求。

　　其實第一臺被訪問的域名解析伺服器就是我們平時在設定中填寫的DNS伺服器一項，當作業系統快取中也沒有命中的時候，系統會向DNS伺服器正式發出解析請求。這裡是真正意義上開始解析一個未知的域名。

　　一般一臺域名解析伺服器會被地理位置臨近的大量使用者使用（特別是ISP的DNS），一般常見的網站域名解析都能在這裡命中。

　　4) 如果域名解析伺服器也沒有該域名的記錄，則開始遞迴+迭代解析。

　　這裡我們舉個例子，如果我們要解析的是mail.google.com。

　　首先我們的域名解析伺服器會向根域伺服器（全球只有13臺）發出請求。顯然，僅憑13臺伺服器不可能把全球所有IP都記錄下來。所以根域伺服器記錄的是com域伺服器的IP、cn域伺服器的IP、org域伺服器的IP……。如果我們要查詢.com結尾的域名，那麼我們可以到com域伺服器去進一步解析。所以其實這部分的域名解析過程是一個樹形的搜尋過程。

       

       根域伺服器告訴我們com域伺服器的IP。

　　接著我們的域名解析伺服器會向com域伺服器發出請求。根域伺服器並沒有mail.google.com的IP，但是卻有google.com域伺服器的IP。

　　接著我們的域名解析伺服器會向google.com域伺服器發出請求。...

　　如此重複，直到獲得mail.google.com的IP地址。

 

　　為什麼是遞迴：問題由一開始的本機要解析mail.google.com變成域名解析伺服器要解析mail.google.com，這是遞迴。

　　為什麼是迭代：問題由向根域伺服器發出請求變成向com域伺服器發出請求再變成向google.com域發出請求，這是迭代。

　　5) 獲取域名對應的IP後，一步步向上返回，直到返回給瀏覽器。

　　2.1.2 發起TCP請求

　　瀏覽器會選擇一個大於1024的本機埠向目標IP地址的80埠發起TCP連線請求。經過標準的TCP握手流程，建立TCP連線。

　　關於TCP協議的細節，這裡就不再闡述。這裡只是簡單地用一張圖說明一下TCP的握手過程。如果不瞭解TCP，可以選擇跳過此段，不影響本文其他部分的瀏覽。

        

 

　　2.1.3 發起HTTP請求

　　其本質是在建立起的TCP連線中，按照HTTP協議標準傳送一個索要網頁的請求。

　　2.1.4 負載均衡

　　什麼是負載均衡？當一臺伺服器無法支援大量的使用者訪問時，將使用者分攤到兩個或多個伺服器上的方法叫負載均衡。

　　什麼是Nginx？Nginx是一款面向效能設計的HTTP伺服器，相較於Apache、lighttpd具有佔有記憶體少，穩定性高等優勢。

　　負載均衡的方法很多，Nginx負載均衡、LVS-NAT、LVS-DR等。這裡，我們以簡單的Nginx負載均衡為例。關於負載均衡的多種方法詳情大家可以Google一下。

　　Nginx有4種型別的模組：core、handlers、filters、load-balancers。

　　我們這裡討論其中的2種，分別是負責負載均衡的模組load-balancers和負責執行一系列過濾操作的filters模組。

　　1) 一般，如果我們的平臺配備了負載均衡的話，前一步DNS解析獲得的IP地址應該是我們Nginx負載均衡伺服器的IP地址。所以，我們的瀏覽器將我們的網頁請求傳送到了Nginx負載均衡伺服器上。

　　2) Nginx根據我們設定的分配演算法和規則，選擇一臺後端的真實Web伺服器，與之建立TCP連線、並轉發我們瀏覽器發出去的網頁請求。

　　　　Nginx預設支援 RR輪轉法 和 ip_hash法 這2種分配演算法。

　　　　前者會從頭到尾一個個輪詢所有Web伺服器，而後者則對源IP使用hash函式確定應該轉發到哪個Web伺服器上，也能保證同一個IP的請求能傳送到同一個Web伺服器上實現會話粘連。

　　　　也有其他擴充套件分配演算法，如：

　　　　fair：這種演算法會選擇相應時間最短的Web伺服器

　　　　url_hash：這種演算法會使得相同的url傳送到同一個Web伺服器

　　3) Web伺服器收到請求，產生響應，並將網頁傳送給Nginx負載均衡伺服器。

　　4) Nginx負載均衡伺服器將網頁傳遞給filters鏈處理，之後發回給我們的瀏覽器。

 

　　而Filter的功能可以理解成先把前一步生成的結果處理一遍，再返回給瀏覽器。比如可以將前面沒有壓縮的網頁用gzip壓縮後再返回給瀏覽器。

　　2.1.5 瀏覽器渲染

　　1) 瀏覽器根據頁面內容，生成DOM Tree。根據CSS內容，生成CSS Rule Tree(規則樹)。呼叫JS執行引擎執行JS程式碼。

　　2) 根據DOM Tree和CSS Rule Tree生成Render Tree(呈現樹)

　　3) 根據Render Tree渲染網頁

　　　　但是在瀏覽器解析頁面內容的時候，會發現頁面引用了其他未載入的image、css檔案、js檔案等靜態內容，因此開始了第二部分。

　　2.2 網頁靜態資源載入

　　以阿里巴巴的淘寶網首頁的logo為例，其url地址為 img.alicdn.com/tps/i2/TB1bNE7LFXXXXaOXFXXwFSA1XXX-292-116.png_145x145.jpg

　　我們清楚地看到了url中有cdn字樣。

　　什麼是CDN？如果我在廣州訪問杭州的淘寶網，跨省的通訊必然造成延遲。如果淘寶網能在廣東建立一個伺服器，靜態資源我可以直接從就近的廣東伺服器獲取，必然能提高整個網站的開啟速度，這就是CDN。CDN叫內容分發網路，是依靠部署在各地的邊緣伺服器，使使用者就近獲取所需內容，降低網路擁塞，提高使用者訪問響應速度。

　　接下來的流程就是瀏覽器根據url載入該url下的圖片內容。本質上是瀏覽器重新開始第一部分的流程，所以這裡不再重複闡述。區別只是負責均衡伺服器後端的伺服器不再是應用伺服器，而是提供靜態資源的伺服器。