TCP/IP五层模型视角下的浏览器请求

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-11-14 10:16 112阅读 0赞

# 浏览器请求的传输过程 #

#### 前言 ####

以应用层、运输层、网络层、链路层、物理层的视角，详细分析了浏览器请求到服务端的传输过程，其中特意区分了网络层与链路层的区别。

#### 浏览器输入网址 ####

在浏览器中输入一个网址**www.taobao.com**

**应用层**

1.DNS解析域名，得到ip地址

2.HTTP或HTTPS封装  
![HTTP][]

**传输层**

其实传输控制层的作用主要是产生包。产生握手包，数据切片包，挥手包等，怎么发不归他管，归网络层链路层物理层。

TCP或UDP协议，若是TCP则进行三次握手连接。同时在传输层通常会对数据报文进行切片，去掉TCP头和IP头，最大为1460字节（HTTP头和主体）

往往采用**TCP协议**，所谓的面向连接就是，TCP会保证这个包能够到达目的地。如果不能到达，就会重新发送，直至到达；TCP协议中有两个端口，一个是**浏览器监听的端口**，一个是**服务器监听的端口**。操作系统往往通过端口来判断，它得到的包应该给哪个进程  
![TCP协议][TCP]

**网络层**

传输层封装完之后，浏览器会将包交给操作系统的**网络层**。网络层的协议是**IP协议**，在IP协议里面会有**源IP地址**，即**浏览器的所在的机器的IP地址和目标IP地址，也就是电商所在的IP地址**；  
![image-20210328154256998][]

此为路由表，输入的ip地址后总是进行下一跳，若ip和掩码相乘后，对不上前两个，则都到了网关（路由器）192.168.150.2，到了192.168.150.2后要找对应的mac地址

![image-20210328162803941][]

**链路层**

于是操作系统将IP包交给了下一层，也就是MAC层。\*\*链路层有ARP表，能看到ip对应的MAC地址（网卡的硬件地址）。\*\*网卡再将包发出去，包里面包含MAC地址，因此可以到达网关。网关收到包以后，会根据自己的知识，判断下一步该怎么走。网关往往是一个路由器，到了某个IP地址应该怎么走，这个叫作路由表。

路由器就像唐僧西天取经路过的一个个国家之间的城关，每个城关都连接着两个国家，每一个国家都相当于一个局域网，每个国家的内部都可以使用MAC地址进行通信；

一旦跨越城关，就需要拿出IP头来，里面记录着IP源地址(东土大唐)，欲前往西天拜佛取经(目的IP地址)，路过宝地，借宿一晚，请问接下来该如何走?

城关与城关之间的沟通协议叫做路由协议，常用的由OSPF和BGP；

城关与城关之间是一个国家，网络包知道了要去哪个城关的时候，还是要使用国家内部的MAC地址，通过下一个城关的MAC地址，找到下一个城关，然后在问下一步该怎么走，一直走到最后一个城关。最后一个城关知道这个网络包要去的地方。于是，对着这个国家吼一声，谁是目标IP啊？目标服务器就会回复一个MAC地址。网络包过关后，通过这个MAC地址就能找到目标服务器；

流程：

**客户端拿着服务器的IP，和掩码相乘后没对上，都到了网关，在网关（路由器）处得到网关MAC地址。于是到路由器处，根据目标服务器ip地址和路由表下一跳得到运营商MAC地址，不断地下一跳最终找到服务器MAC地址。**

![image-20210328163427410][]

最终数据包中有三个地址，IP地址，进程端口号，MAC地址，才能定位到数据交给服务器的某个进程  
![IP包][IP]

**物理层**

网线、光纤等，传输比特流。

**请求到达服务端**

1.取下MAC头、IP头、TCP头

目标服务器发现MAC地址对上了以后，取下MAC头来，发送给操作系统的网络层，发现IP地址对上了，在取下IP头。IP头里会写上一层封装的TCP协议，然后交给传输层,即TCP层。

在这一层中，对于收到的每个包，都会有一个回复说明收到了。这个回复的包绝非这次单次请求的结果，例如购物是否成功，扣了多少钱等，而仅仅是TCP层的一个说明，即收到之后的回复。当然这个回复，会沿着刚才来的方向走回去，报个平安，防止在传输过程中造成的丢包等。

如果过一段时间还没有收到的话，发的端TCP层会重新发送这个包，还是上面的请求，直到收到平安到达的回复。这个重试绝非你的浏览器重新将下单这个动作重新请求一次。对于浏览器来讲，就发送了一次下单请求，TCP层不断自己闷头重试。除非TCP这一层出了问题，例如连接断了，才轮到浏览器的应用层重新发送下单请求。

当网络包平安到达TCP层之后，TCP头中有目标端口号，通过这个端口号，可以找到电商网站的进程正在监听这个端口号，假设一个Tomcat，将这个包发给电商网站。

2、取完头之后重组HTTP请求，服务端处理请求

电商网站的进程得到的是HTTP请求，知道要买什么东西，买多少。往往一个电商网站最初接待请求的这个Tomcat只是个接待员，负责统筹处理这个请求，而不是所有的事情都自己做。例如，这个接待员要告诉专门管理订单的进程，登记要买某个商品，买多少，要告诉管理库存的进程，库存要减少多少，要告诉支付的进程，应该付多少钱，等等。

如何告诉相关的进程呢？往往通过RPC调用，即远程过程调用的方式来实现。远程过程调用就是当告诉管理订单进程的时候，接待员不用关心中间的网络互连问题，会由RPC框架统一处理。RPC框架有很多种，有基于HTTP协议放在HTTP的报文里面的，有直接封装在TCP报文里面的。

当接待员发现相应的部门都处理完毕，就回复一个HTTPS的包，告知下单成功。这个HTTPS的包，会像来的时候一样，经过千难万险到达你的个人电脑，最终进入浏览器，显示支付成功。

**参考文献**  
[https://blog.csdn.net/m0\_37907797/article/details/102740903][https_blog.csdn.net_m0_37907797_article_details_102740903]

[https://blog.csdn.net/ghw15221836342/article/details/100191924][https_blog.csdn.net_ghw15221836342_article_details_100191924]

[https://www.cnblogs.com/onesea/p/13053697.html][https_www.cnblogs.com_onesea_p_13053697.html]

[https://www.zhihu.com/question/34873227/answer/1657140394][https_www.zhihu.com_question_34873227_answer_1657140394]

[HTTP]: /images/20221022/1a67cab371d04ad8b196a6197c478314.png
[TCP]: /images/20221022/afd664cb124f4eedbe5e92dd47ea706b.png
[image-20210328154256998]: /images/20221022/ec5fda610d7541a885102eb2b938bb8a.png
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[IP]: /images/20221022/4c3adc6da0b049eaaba5b2986f29b01c.png
[https_blog.csdn.net_m0_37907797_article_details_102740903]: https://blog.csdn.net/m0_37907797/article/details/102740903
[https_blog.csdn.net_ghw15221836342_article_details_100191924]: https://blog.csdn.net/ghw15221836342/article/details/100191924
[https_www.cnblogs.com_onesea_p_13053697.html]: https://www.cnblogs.com/onesea/p/13053697.html
[https_www.zhihu.com_question_34873227_answer_1657140394]: https://www.zhihu.com/question/34873227/answer/1657140394