建立HTTP请求

在建立HTTP请求之前需要做哪些准备工作呢&＃xff1f;

在建立HTTP请求之前主要有两部分工作&＃xff1a;DNS解析和通信链路的建立。简单说就是&＃xff0c;首先发起请求的客户端浏览器要明确知道所要访问的服务器地址&＃xff0c;然后建立通往该服务器地址的路径。

DNS解析

DNS解析过程是通过查询将URL中的Host字段转化为网络中具体的IP地址&＃xff0c;因为域名只是为了方便记忆&＃xff0c;IP地址才是所访问服务器在网络中的“门牌号”。

DNS解析过程&＃xff1a;

首先查询浏览器自身的DNS缓存&＃xff0c;如果查到IP地址就结束解析&＃xff0c;由于缓存时间限制比较大&＃xff0c;一般只有1分钟&＃xff0c;同时缓存容量也有限制&＃xff0c;所以在浏览器缓存中没找到IP地址时&＃xff0c;就会搜索系统自身的DNS缓存&＃xff1b;如果还未找到&＃xff0c;接着就会尝试从系统的hosts文件中查找。

在本地主机进行的查询若都没获取到&＃xff0c;接下来便会在 本地域名服务器 上查询。如果本地域名服务器没有直接的目标IP地址可供返回&＃xff0c;则本地域名服务器便会采取迭代的方式去依次查询 根域名服务器、COM顶级域名服务器 和 权限域名服务器 等&＃xff0c;最终将所要访问的目标服务器IP地址返回本地主机&＃xff0c;若查询不到&＃xff0c;则返回报错信息。

由此可以看出DNS解析是个很耗时的过程&＃xff0c;若解析的域名过多&＃xff0c;势必会延缓首屏的加载时间。

网络模型

通过DNS解析获取到目标服务器IP地址后&＃xff0c;就可以建立网络连接进行资源的请求与响应了。

在此之前&＃xff0c;我们需要对网络架构模型有一些基本的认识。

在互联网发展初期&＃xff0c;为了使网络通信能够更加灵活、稳定及可操作&＃xff0c;国际标准化组织提出了一些网络架构模型&＃xff1a;
OSI模型、TCP/IP模型&＃xff0c;二者的网络模型图&＃xff1a;

OSI(开放系统互连)模型 将网络从 底层的物理层 到 顶层浏览器的应用层 一共划分了7层&＃xff0c;OSI各层的具体作用如下所示&＃xff1a;

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OSI是一种理论下的模型&＃xff0c;它先规划了模型再填入协议&＃xff0c;先制定了标准再推行实践&＃xff0c;TCP/IP充分借鉴了OSI引入的服务、接口、协议及分层等概念&＃xff0c;建立了TCP/IP模型并广泛使用&＃xff0c;成为目前互联网事实上的标准。

TCP连接

根据对网络模型的了解&＃xff0c;当使用本地主机连上网线接入互联网后&＃xff0c;数据链路层和网络层就已经打通了&＃xff0c;而要向目标主机发起HTTP请求&＃xff0c;就需要通过传输层建立端到端的连接。

传输层常见的协议有TCP协议和UDP协议。

对于前端页面的资源请求&＃xff0c;需要面向连接、丢包重发及对数据传输的各种控制&＃xff0c;所以接下来仅详细介绍TCP协议的“三次握手”和“四次挥手”。

由于TCP是面向有连接的通信协议&＃xff0c;所以在数据传输之前需要建立好客户端与服务器端之间的连接&＃xff0c;即通常所说的“三次握手”&＃xff0c;具体过程分为如下步骤。

三次握手&＃xff1a;
&＃xff08;1&＃xff09;客户端生成一个随机数seq&＃xff0c;假设其值为t&＃xff0c;并将标志位SYN设为1&＃xff0c;将这些数据打包发给服务器端后&＃xff0c;客户端进入等待服务器端确认的状态。
&＃xff08;2&＃xff09;服务器端收到客户端发来的SYN&＃61;1的数据包后&＃xff0c;知道这是在请求建立连接&＃xff0c;于是服务器端将SYN与ACK均置为1&＃xff0c;并将请求包中客户端发来的随机数t加1后赋值给ack&＃xff0c;然后生成一个服务器端的随机数seq&＃61;k&＃xff0c;完成这些操作后&＃xff0c;服务器端将这些数据打包再发回给客户端&＃xff0c;作为对客户端建立连接请求的确认应答。
&＃xff08;3&＃xff09;客户端收到服务器端的确认应答后&＃xff0c;检查数据包中ack的字段值是否为t&＃43;1&＃xff0c;ACK是否等于1&＃xff0c;若都正确就将服务器端发来的随机数加1&＃xff08;ack&＃61;k&＃43;1&＃xff09;&＃xff0c;将ACK&＃61;1的数据包再发送给服务器端以确认服务器端的应答&＃xff0c;服务器端收到应答包后通过检查ack是否等于k&＃43;1来确认连接是否建立成功。连接建立的关系图如图所示。

客户端&＃xff1a;老哥&＃xff0c;我要连你&＃xff0c;你在么&＃xff1f;&＃xff08;请求建立连接&＃xff09;
服务器&＃xff1a;小弟&＃xff0c;你连吧&＃xff0c;我在线呢&＃xff1f;&＃xff08;对客户端建立连接请求的确认应答&＃xff09;
客户端&＃xff1a;好的&＃xff0c;老哥&＃xff0c;我连过来了。&＃xff08;确认连接建立成功&＃xff09;

当用户关闭标签页或请求完成后&＃xff0c;TCP连接会进行“四次挥手” 具体过程如下&＃xff1a;
&＃xff08;1&＃xff09; 由客户端先向服务器端发送 FIN&＃61;M 的指令&＃xff0c;随后进入完成等待状态FIN_WAIT_1&＃xff0c;表明客户端已经没有再向服务器端发送的数据&＃xff0c;但若服务器端此时还有未完成的数据传递&＃xff0c;可继续传递数据。
&＃xff08;2&＃xff09; 当服务器端收到客户端的 FIN 报文后&＃xff0c;会先发送ack&＃61;M&＃43;1的确认&＃xff0c;告知客户端关闭请求已收到&＃xff0c;但可能由于服务器端还有未完成的数据传递&＃xff0c;所以请客户端继续等待。
&＃xff08;3&＃xff09; 当服务器端确认已完成所有数据传递后&＃xff0c;便发送带有 FIN&＃61;N 的报文给客户端&＃xff0c;准备关闭连接。
&＃xff08;4&＃xff09; 客户端收到 FIN&＃61;N 的报文后可进行关闭操作&＃xff0c;但为保证数据正确性&＃xff0c;会回传给服务器端一个确认报文ack&＃61;N&＃43;1&＃xff0c;同时服务器端也在等待客户端的最终确认&＃xff0c;如果服务器端没有收到报文则会进行重传&＃xff0c;只有收到报文后才会真正断开连接。而客户端在发送了确认报文一段时间后&＃xff0c;没有收到服务器端任何信息则认为服务器端连接已关闭&＃xff0c;也可关闭客户端信息。连接关闭的关系图如图下图所示&＃xff1a;

只有连接建立成功后才可开始进行数据的传递&＃xff0c;由于浏览器对同一域名下并发的TCP连接有限制&＃xff0c;以及在1.0版本的HTTP协议中&＃xff0c;一个资源的下载需对应一个TCP的请求&＃xff0c;这样的并发限制又会涉及许多优化方案。

在基本了解TCP的工作原理之后&＃xff0c;我们可以开始创建一个TCP服务器端来接受网络请求&＃xff0c;代码如下&＃xff1a;

TCP-server.js

var net &＃61; require("net");
// 通过net.createServer(listener) 即可创建一个TCP服务器
var server &＃61; net.createServer(function (socket) {
socket.on("data", function (data) {
socket.write("你好");
});
socket.on("end", function () {
console.log("连接断开");
});
socket.write("欢迎光临《深入浅出Node.js》示例&＃xff1a;\n");
});
server.listen(8124, function () {
console.log("server bound");
});


TCP-client.js:

var net &＃61; require("net");
// 通过net模块自行构造客户端进行会话&＃xff0c;测试上面构建的TCP服务
var client &＃61; net.connect({ port: 8124 }, function () {
//&＃39;connect&＃39; listener console.log(&＃39;client connected&＃39;);
client.write("world!\r\n");
});
client.on("data", function (data) {
console.log(data.toString());
client.end();
});
client.on("end", function () {
console.log("client disconnected");
});


当TCP连接建立好之后&＃xff0c;便可通过HTTP等协议进行前后端的通信。但在实际的网络访问中&＃xff0c;并非浏览器与确定IP地址的服务器之间直接通信&＃xff0c;往往会在中间加入反向代理服务器。