Node.js理论-Web的基本运作原理

一、前言

在学习node.js的过程中,Web的基本运作原理非常重要，因为node.js的本质就是在服务器运行一个JavaScript环境，它的核心任务之一就是来处理Web请求。所以，你必须知道这背后发生了什么

二、Web基础-客户端与服务端

整个Web世界都是建立在客户端和服务段的结构之上；

客户端：通常指的是你的浏览器，也可以是APP、命令行工具等等的一切。它负责发起请求，等到收到数据之后，将你收到的数据渲染成你看懂的页面；

服务器：它本质就是一台计算器，上面运行着Web的服务器程序，比如你写的Node.js的程序，它主要负责监听请求、处理逻辑，并且返回响应；

三、当我们打开一个WEB界面发生了什么？

最基础就是请求和响应，客户端请求，服务器端响应；这通常被我们成为请求-响应模型或者客户端-服务器架构

3.1从URL到页面显示

当我们打开浏览器，输入https://nodejs.org/docs/并按下回车，到底发生了什么呢

3.1.1 解析URL

浏览器首先会分析一下这个URL，这个URL是什么组成的呢？

https: 协议，告诉浏览器我们是用什么方式来进行通信的；
nodejs.org: 域名，这个代表我们要找哪一台服务器；
docs：资源，这个表示我们想要服务器去访问哪个资源；

3.3.2 域名并不是真正的服务器地址

网络中计算器只能通过一个IP地址来访问，但是IP对于人类来说并不易记，于是会有一个DNS服务器来告诉你nodejs.org的真实IP地址是多少。这个DNS服务器像是之前农村的固话电话本，里面记录着这个IP我们怎么去获取它；

3.3.3 通过TCP/IP socket connection建立连接

在建立联系之前，要先建立可靠的连接，TCP是可靠的传输控制协议，一般情况下，我们只需要知道这些就可以了；但是这里简单的说一下是如何进行建立的，这种可靠的连接是通过TCP/IP的三次握手来进行建立的，可以简单理解为：

客户端：发送SYN，请求连接（"我可以连接你吗？"）
服务端：回复SYN-ACK，确认信息（"可以的，你能听见我讲话吗？"）
客户端：发送ACK，确认信息（"可以听到了，我们来建立简介吧"）

上面就是一个简单的HTTP建立连接的过程，如果是HTTPS连接，建立连接之后还会进行TLS握手，交换证书、协商密钥，确保后续的通信都是加密的；

3.3.4 发送HTTP请求

建立连接之后，浏览器会拼装一条HTTP请求报文，发送给服务器，下面是一个HTTP请求示例

http 复制代码

GET /chat?session=agent%3Amain%3Amain HTTP/1.1
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.7
Accept-Encoding: gzip, deflate
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9,en;q=0.8
Cache-Control: no-cache
Connection: keep-alive
Host: www.example.com
Pragma: no-cache
Upgrade-Insecure-Requests: 1
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/147.0.0.0 Safari/537.36 Edg/147.0.0.0

一般情况下一个HTTP请求由三部分组成

请求行：例如方法（GET）、路径、HTTP版本；
请求头：关于浏览器、期望的格式、Cookie信息等等；
请求体：GET请求通常是没有Body,如果post请求，Body里面会包含一些提交的数据，例如表单字段或者JSON

3.3.5 服务器处理----Node.js登场

请求是通过服务器的某个端口，默认情况下HTTP的端口是80，HTTPS的端口是443，你的node.js程序就在这个端口监听的，这个代码我们之前已经写过了，例如

js 复制代码

const server = http.createServer((request, response) => {
  // console.log(request.url)
  // console.log(url.parse(request.url,true));
  const { query, pathname } = url.parse(request.url, true);
  //主页
  if (pathname === '/' || pathname === '/overview') {
    response.writeHead(200, { 'content-type': 'text/html' });
    const cardsHtml = dataObj
      .map((el) => replaceTemplate(tempCard, el))
      .join('');
    const outTemp = tempOverview.replace('{%PRODUCT_CARDS%}', cardsHtml);
    response.end(outTemp);
    //产品页
  } else if (pathname === '/product') {
    response.writeHead(200, { 'content-type': 'text/html' });
    const product = dataObj[query.id];
    const output = replaceTemplate(tempProduct, product);
    response.end(output);
  } else if (pathname === '/api') {
    response.writeHead(200, { 'content-type': 'application/json' });
    response.end(data);
  } else {
    response.writeHead(200, { 'content-type': 'text/html' });
    response.end('页面不存在！');
  }
});

server.listen(8000, '127.0.0.1', () => {
  console.log('服务器正在运行，访问地址:http://127.0.0.1:8000');
});

3.3.6 返回HTTP响应

服务区处理完成之后就会构造一个HTTP响应报文，一般情况下响应报文是这样的

js 复制代码

HTTP/1.1 200 OK
X-Content-Type-Options: nosniff
Referrer-Policy: no-referrer
Permissions-Policy: camera=(), microphone=(), geolocation=()
X-Frame-Options: DENY
Content-Security-Policy: default-src 'self'; base-uri 'none'; object-src 'none'; frame-ancestors 'none'; script-src 'self' 'sha256-RxCZFmTWY/yQmhYxMDn+blaCuwLzOsV/XsVb0n5EkRU='; style-src 'self' 'unsafe-inline' https://fonts.googleapis.com; img-src 'self' data: https:; font-src 'self' https://fonts.gstatic.com; connect-src 'self' ws: wss:
Content-Type: text/html; charset=utf-8
Cache-Control: no-cache
Date: Tue, 28 Apr 2026 04:02:51 GMT
Connection: keep-alive
Keep-Alive: timeout=5
Content-Length: 3395

一般情况下，也是由三部分组成

状态行：这里包含了一些HTTP版本，状态码，状态消息（常见200成功、3xx重定向、404未找到页面、500服务器错误等等）；
响应头：返回内容的类型、长度、服务器信息、要设置的Cookie等等；
响应体：这个是实际的数据，可能是HTML页面、JSON文本、图片、CSS文件等等；

3.3.7 浏览器收到之后开始解析

一般情况下，index.html是第一个被加载的文件，收到之后，会构建DOM树，扫描js、css、图片等资源，当然每个文件都会重复这个动作；最后合成渲染树并绘制出来，这样一个完整的页面就被你看到了

四、HTTP的几个补充关键点

为什么我们需要Cookie、Session、Token这些东西？

这些东西是来维持登录状态的，浏览器的所有请求都是无状态的，服务器并不知道你之前请求过什么，后面我们会学习怎么去处理这些状态；

请求-响应模型默认情况下不存在服务器主动推送任何数据，除非你是用了一些WebSocket的一些东西，Node.js也是严格遵循这个原则

五、学习Node.js为什么我们需要了解这些东西呢？

之前我们使用node.js创建服务器，你真的知道req这个对象来自于哪里吗？这个里面有什么东西吗？res对象要发到哪里去呢？我们怎么设置状态码和头部呢？为什么路由要和URL路径匹配？以后学习HTTP模块、EXPRESS、Koa框架有非常大的作用！