深入剖析 Web HTTP 请求：从浏览器到服务器的完整流程

背景

[1. 用户输入 URL ------ 浏览器发起请求](#1. 用户输入 URL —— 浏览器发起请求)

[步骤：DNS 解析](#步骤：DNS 解析)

[步骤：建立 TCP 连接（TCP 三次握手）](#步骤：建立 TCP 连接（TCP 三次握手）)

[2. 构建 HTTP 请求报文](#2. 构建 HTTP 请求报文)

[3. 服务器接收请求与中间层路由](#3. 服务器接收请求与中间层路由)

步骤：反向代理与负载均衡

步骤：应用层处理

[4. 生成 HTTP 响应报文](#4. 生成 HTTP 响应报文)

[5. 响应返回给浏览器客户端](#5. 响应返回给浏览器客户端)

[6. 浏览器显示结果](#6. 浏览器显示结果)

总结

背景

当你在浏览器中输入一个 URL 并按下回车时,从客户端发送请求到服务器响应再返回浏览器，这一过程涉及多个环节。本文将深入解析从浏览器客户端发出 HTTP 请求，到服务器处理请求、经过中间层路由，最后响应到浏览器的整个流程。

1. 用户输入 URL ------ 浏览器发起请求

首先，用户在浏览器地址栏输入一个 URL，比如 https://www.example.com。浏览器的任务是解析这个 URL，并通过 HTTP 协议向服务器发送请求。URL 的结构大致可以分为以下几个部分：

协议（https://）：指定使用的协议，常见的有 HTTP 和 HTTPS。
域名（www.example.com）：用来标识服务器位置，通常需要通过 DNS 查找解析为一个 IP 地址。
路径（/path/to/resource）：指定服务器上的资源位置。
查询参数（key=value）：用于传递额外的信息。

步骤：DNS 解析

在浏览器能够向服务器发送请求之前，它需要将域名（如 www.example.com）转换为服务器的 IP 地址。这个过程叫做 DNS 解析。浏览器会向本地 DNS 服务器发送查询请求，获取目标服务器的 IP 地址。

步骤：建立 TCP 连接（TCP 三次握手）

获取到目标服务器的 IP 地址后，浏览器会通过 TCP/IP 协议 与服务器建立连接。在 HTTPS 中，除了 TCP 连接之外，还会进行 SSL/TLS 握手，以确保通信的加密与安全性。

2. 构建 HTTP 请求报文

一旦 TCP 连接建立成功，浏览器就开始构建 HTTP 请求报文。一个典型的 HTTP 请求包括：

请求行：包含请求方法（如 GET、POST 等）、请求的 URL 路径、协议版本（如 HTTP/1.1）等。
请求头部：包含用户代理（浏览器类型）、接受的内容类型、Cookies 等信息。
请求体（可选）：在 POST 请求中，客户端向服务器发送的实际数据，通常是表单数据或 JSON 格式的请求体。

例如，浏览器向服务器发送的 GET 请求可能如下所示

GET /path/to/resource HTTP/1.1 Host: www.example.com User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/87.0.4280.141 Safari/537.36 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8

3. 服务器接收请求与中间层路由

当 HTTP 请求到达目标服务器时，服务器首先通过负载均衡器进行流量分配，确保请求能够被正确路由到后端的 Web 服务器或应用服务器。如果有中间层（如反向代理、API 网关等），它会根据请求的路径、参数等信息将请求转发到正确的处理程序。

步骤：反向代理与负载均衡

许多大型应用部署了反向代理（如 Nginx、HAProxy 等）和负载均衡策略，目的是提高系统的性能和可扩展性。反向代理服务器会根据请求的不同特征（如路径、头信息等）将请求分发到不同的应用服务器实例。

例如，www.example.com/api/ 可能被路由到 API 服务，而 www.example.com/static/ 可能被路由到静态资源服务器。

步骤：应用层处理

服务器或应用层接收到请求后，会根据请求的内容执行相应的业务逻辑。比如：

查询数据库。
处理表单提交。
动态生成 HTML 内容。
返回 API 响应（如 JSON 数据）。

4. 生成 HTTP 响应报文

经过处理后，服务器会构建一个 HTTP 响应报文，准备返回给客户端。一个典型的 HTTP 响应报文由以下几部分组成：

响应行：包含响应的状态码（如 200 OK、404 Not Found 等）、响应的协议版本（如 HTTP/1.1）等。
响应头部 ：包含服务器信息、返回的内容类型（如 Content-Type: text/html）、缓存策略、Cookies 等。
响应体：包含服务器返回的实际内容，通常是 HTML 文件、JSON 数据或其他资源。

例如，服务器返回的响应可能如下所示：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 1234

<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>Example Page</title></head>
<body><h1>Welcome to Example!</h1></body>
</html>

5. 响应返回给浏览器客户端

服务器将响应报文通过 TCP 连接发送回浏览器。浏览器收到响应后，开始处理响应数据：

HTML 页面渲染：如果响应内容是 HTML 页面，浏览器会解析 HTML，构建 DOM 树，并渲染出页面。
资源加载：如果 HTML 页面中有图片、CSS 或 JavaScript 文件，浏览器会根据文件路径发出进一步的请求，以加载这些资源。
执行 JavaScript：浏览器会执行页面中的 JavaScript 代码，这可能会导致页面的动态变化或发起额外的网络请求（例如 AJAX 请求）。

6. 浏览器显示结果

最终，经过以上多个步骤的交互，浏览器将显示最终的页面或数据。用户看到的是经过 Web 服务器渲染出来的网页或 API 返回的数据。

总结

从浏览器发出请求，到服务器经过反向代理、路由、处理业务逻辑后返回响应，再到浏览器解析渲染，