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程序員過關(guān)斬將--面試官再問你Http請求過程,懟回去!

luoyibu / 836人閱讀

摘要:介紹超文本傳輸協(xié)議,是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。年美國人構(gòu)思了一種通過計算機處理文本信息的方法,并稱之為超文本這成為了超文本傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的發(fā)展根基。

Http介紹
超文本傳輸協(xié)議(HTTP,HyperText Transfer Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所有的WWW文件都必須遵守這個標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計HTTP最初的目的是為了提供一種發(fā)布和接收HTML頁面的方法。1960年美國人Ted Nelson構(gòu)思了一種通過計算機處理文本信息的方法,并稱之為超文本(hypertext),這成為了HTTP超文本傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的發(fā)展根基。

以上并非此次文章重點,更詳細(xì)的http介紹請移步 www.baidu.com

Http是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,而且是無狀態(tài)的超文本協(xié)議,基于Tcp/Ip協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議。

我要IP

當(dāng)用戶請求某個域名的資源,比如在瀏覽器敲入http://www.qq.com的時候,瀏覽器首先會根據(jù)輸入的域名去查詢IP地址。去哪查呢?這里就需要引入DNS的概念,可以把DNS看做是域名映射IP的賬簿。
當(dāng)客戶端發(fā)送一個DNS請求的時候,首先本地的DNS服務(wù)器會接收到請求,會在本地先查詢緩存中有沒有當(dāng)前域名和IP的映射關(guān)系,如果有則直接返回IP信息,如果沒有,則會詢問其他DNS服務(wù)器,這里簡單說一下網(wǎng)絡(luò)上DNS服務(wù)器的結(jié)構(gòu),DNS服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)上是樹狀結(jié)構(gòu)的,存在一個根服務(wù)器,根服務(wù)器的子節(jié)點是一級域名服務(wù)器(比如 .com, .cn),一級域名服務(wù)器的子節(jié)點又稱為權(quán)威(權(quán)限)DNS服務(wù)器

當(dāng)本地DNS服務(wù)器沒有相關(guān)查詢信息的時候會依照以上樹的順序查詢域名和IP的對應(yīng)關(guān)系,查到之后會緩存到本地DNS,這個過程最終的結(jié)果就是獲取到相關(guān)域名對應(yīng)的IP地址,如果客戶端輸入的是IP地址信息,則省略了以上查詢IP的過程了。

訪問互聯(lián)網(wǎng)的任何網(wǎng)站本質(zhì)上都是依據(jù)IP來尋址的。
建立Tcp連接

當(dāng)一個http請求發(fā)出之后,并且獲取到了正確的服務(wù)器IP地址,這個時候就可以建立連接了。有一點需要明確:http協(xié)議是基于Tcp協(xié)議的。所以第一步就需要建立Tcp連接,這個過程就是很多網(wǎng)絡(luò)文章所說的三次握手:
Client:Hi,我是 Client。
Server:您好 Client,我是 Server。
Client:您好 Server...

這里是三次握手可以以這樣的順序來表示:client的問->server的答->client的答

有的面試官無聊會問為什么是三次握手而不是兩次或者四次五次呢?你可以理解,當(dāng)兩個人A和B要想互相聯(lián)系的時候,最簡單的方式就是A提問然后能收到B的回答,B提問能收到A的回答。這也是三次握手的核心。

平時所說的Tcp是面向連接的,這里的連接其實是雙方約定一定格式來進行通信的過程(包括發(fā)包的順序,buffer的大小等約定),在邏輯上好像是維持了一條連接而已。
我要出網(wǎng)關(guān)

一旦Tcp連接建立起來,http請求就可以組織數(shù)據(jù)發(fā)送報文了。目前http協(xié)議的版本大部分是1.1,在這個版本中有一個屬性 Keep-Alive,這個屬性標(biāo)示要保持此http連接建立的TCP連接,默認(rèn)是開啟的。

網(wǎng)絡(luò)上有文章大篇幅描述http的長連接信息,其實是錯誤的說法,長連接是針對tcp連接,http連接打開keepalive選項只不過保持了tcp連接不斷開而已。

HTTP 的報文大概分為三大部分。第一部分是請求行,第二部分是請求頭(header),第三部分是請求體(body)。這里具體的http協(xié)議其他概念不再展開討論,因為內(nèi)容有點多。http協(xié)議位于應(yīng)用層,所以要發(fā)送的報文首先會把http協(xié)議相關(guān)的內(nèi)容包含在包中,然后傳給下一層。
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下一層是傳輸層,這一層主要有兩個協(xié)議:Tcp和Udp,http協(xié)議選擇的是tcp協(xié)議,tcp會有兩個端口信息,一個是源端口,一個是目標(biāo)端口,比如http請求一般目標(biāo)端口是80。傳輸層把端口信息封裝完畢,接著把請求包傳給網(wǎng)絡(luò)層。
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網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議是IP協(xié)議,在這一層會把源Ip地址和目標(biāo)IP地址封裝進去(目標(biāo)IP就是請求的網(wǎng)站ip,查詢dns獲得)。

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操作系統(tǒng)知道了要發(fā)往的IP地址,會判斷這個ip是否在本地局域網(wǎng)內(nèi)(根據(jù)子網(wǎng)掩碼來判斷),如果不在的話,則需要網(wǎng)關(guān)把這個請求發(fā)送出去(網(wǎng)關(guān)的ip一般是DHCP協(xié)議配置的)。操作系統(tǒng)怎么獲取網(wǎng)關(guān)在哪呢?這個過程基本上靠的是廣播,應(yīng)用的協(xié)議是ARP協(xié)議,當(dāng)局域網(wǎng)內(nèi)的所有設(shè)備接收到ARP協(xié)議的內(nèi)容之后會判斷ip是否和網(wǎng)關(guān)ip相同,如果相同就會回復(fù),經(jīng)過這個過程,系統(tǒng)找到了網(wǎng)關(guān),獲取到了網(wǎng)關(guān)的MAC地址,并把網(wǎng)關(guān)的MAc地址和本機的MAc地址封裝進請求包,發(fā)給下一層MAC層,最后網(wǎng)卡把消息發(fā)往網(wǎng)關(guān)。
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MAC地址主要用在同一個局域網(wǎng)內(nèi)定位某個計算機,是在局域網(wǎng)內(nèi)才有效的地址
到達目標(biāo)服務(wù)器

請求包到達網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)會根據(jù)消息的MAC地址來判斷是否和自己的mac相同,如果相同則把消息接收下來。接著會判斷消息中目標(biāo)IP,如果目標(biāo)IP未在自己的局域網(wǎng)中,則需要根據(jù)自己的路由規(guī)則把消息發(fā)送給下一個相連的網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)關(guān)之間是通信的,至于網(wǎng)關(guān)怎么計算出最優(yōu)路徑這里不再展開。我們以常見的家庭路由器為例,每個路由器的網(wǎng)關(guān)IP其實是運營商給分配的,并且網(wǎng)絡(luò)包發(fā)送出去一般都是采用修改IP的方式(NAT)。具體步驟:

網(wǎng)關(guān)檢查目標(biāo)IP是否在自己的局域網(wǎng)內(nèi),如果不在,則獲取要傳送的下一個網(wǎng)關(guān)mac和IP,把目標(biāo)IP和mac修改為下一個網(wǎng)關(guān)的IP和mac,并把來源IP和mac修改為當(dāng)前網(wǎng)關(guān)的IP(外網(wǎng)IP)和mac。

下一個網(wǎng)關(guān)收到消息,首先檢查mac是否和自己匹配,如果匹配接會檢查目標(biāo)IP是否在自己的局域網(wǎng)內(nèi),如果不在則重復(fù)以上步驟

重復(fù)以上步驟直到目標(biāo)服務(wù)器所在的網(wǎng)關(guān)。

目標(biāo)服務(wù)器所在的網(wǎng)關(guān)收到消息,會判斷出來當(dāng)前的目標(biāo)IP在我的局域網(wǎng)范圍,就不會在跳躍下一個網(wǎng)關(guān),而是向局域網(wǎng)內(nèi)發(fā)ARP請求尋找目標(biāo)服務(wù)器,目標(biāo)服務(wù)器收到請求會響應(yīng),網(wǎng)關(guān)會把具體的請求發(fā)送給目標(biāo)服務(wù)器。

目標(biāo)服務(wù)器收到消息會解析請求的消息,在對比完mac和IP信息之后,會得到端口的信息,目標(biāo)服務(wù)器則在本機尋找監(jiān)聽這個端口的程序,http服務(wù)器很有可能是nginx或者其他web服務(wù)器。

請求通過端口傳送給具體的處理的程序,程序會解析http請求的內(nèi)容,根據(jù)內(nèi)容作出相應(yīng)的回復(fù)。

請求按照以上所有步驟把響應(yīng)返回給請求方(網(wǎng)關(guān)路由器會記住來源路徑),至此一個http請求結(jié)束。

網(wǎng)關(guān)(路由器)之間通過路由表來決定下一個跳躍的網(wǎng)關(guān)地址
寫在最后

以上只是http請求的一個大概過程,其實每一步都非常復(fù)雜,沒有詳細(xì)展開。比如:路由協(xié)議、ip的分配 等等。


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