计算机网络之应用层 2

（一）HTTP的长连接和短连接

1、短连接

• 只在数据传输过程保持连接，请求发起，连接建立，数据返回，连接关闭。
• 它适用于一些实时数据请求，配合轮询来进行新旧数据的更替。

2、 长连接

• 在连接发起后，请求关闭连接前客户端与服务端都保持连接，实质是保持这个通信管道，之后便可以对其进行复用。它适用于涉及消息推送，请求频繁的场景（直播，流媒体）。
• 连接建立后，在该连接下的所有请求都可以重用这个长连接管道，避免了频繁了连接请求，提升了效率。

（二）长短轮询

• 轮询：在一个循环周期内不断发起请求来得到数据的机制。
• 短轮询： 短轮询指的是在循环周期内，不断发起请求，每一次请求都立即返回结果，根据新旧数据对比决定是否使用这个结果。
• 长轮询：而长轮询及是在请求的过程中，若是服务器端数据并没有更新，那么则将这个连接挂起，直到服务器推送新的数据，再返回，然后再进入循环周期。

（三）发起一个HTTP请求后发生什么/从输入url到显示网页全过程

1、 DNS解析：把域名翻译成 IP 地址

（1）浏览器搜索自身的DNS缓存

首先浏览器会去搜索自身的DNS缓存，看缓存有没有过期，过期的话缓存的解析就结束了（chrome缓存的时间只有一分钟，查看chrome的缓存可打开：chrome://net-internals/#dns ）。

（2）搜索操作系统自身的DNS缓存

如果浏览器没有找到缓存或者缓存过期失效，浏览器就会做一个系统调用，搜索操作系统自身的缓存，没有找到或者失效，解析结束（操作系统的缓存：window系统是一天，mac系统严格根据DNS协议中的TTL）。

（3）读取本地的hosts文件

若操作系统的缓存也没有找到或失效，浏览器就会去读取本地的hosts文件（Hosts文件也可以建立域名到IP地址的绑定关系，可以通过编辑Hosts文件来达到名称解析的目的。 例如，我们需要屏蔽某个域名时，就可以将其地址指向一个不存在IP地址，以达到屏蔽的效果）。

（4）浏览器发起一个DNS的系统调用

• hosts中没有找到对应的配置项的话，浏览器发起一个DNS的调用（向本地主控DNS服务器，一般来说是你的运营商提供的）。
• 运营商服务会先查找自身缓存找到对应条目，没有过期，解析成功
• 若没找到对应条目，主控服务器会代替浏览器发起一个迭代的DNS解析的请求：
  • 先查找根域的，根域名服务器告诉本地服务器下一次应查询的顶级域名服务器的IP地址；
  • 本地域名服务器向顶级域名服务器进行查询，顶级域名服务器告诉本地域名服务器下一步应查询的权限服务器的IP地址；
  • 本地域名服务器向权限域名服务器进行查询，权限域名服务器告诉本地域名服务器所查询的主机的IP地址。
  • 运营商服务器拿到域名的IP，返回给操作系统的内核，同时缓存在了自己的缓存区，操作系统内核从DNS服务商拿来的IP地址返回给浏览器。（从客户端到本地服务器属于递归查询，而DNS服务器之间的交互属于迭代查询。）

2、 发起TCP3次握手

• 拿到域名对应的IP地址之后，User-Agent（一般是指浏览器）会以一个随机端口（1024 < 端口 < 65535）向服务器的WEB程序的80端口发起TCP的连接请求。
• 这个连接请求（原始的http请求经过TCP/IP4层模型的层层封包）到达服务器端后（这中间通过各种路由设备，局域网内除外），进入到网卡，然后是进入到内核的TCP/IP协议栈（用于识别该连接请求，解封包，一层一层的剥开），还有可能要经过Netfilter防火墙（属于内核的模块）的过滤，最终到达WEB程序，最终建立了TCP/IP的连接。

3、 建立TCP连接后发起HTTP请求

4、 服务器端响应http请求，浏览器得到html代码；浏览器解析html代码，并请求html代码中的资源

• 浏览器拿到html文件后，就开始解析其中的html代码，遇到js/css/image等静态资源时，就向服务器端去请求下载（会使用多线程下载，每个浏览器的线程数不一样），这个时候就用上keep-alive特性了，建立一次HTTP连接，可以请求多个资源，下载资源的顺序就是按照代码里的顺序，但是由于每个资源大小不一样，而浏览器又多线程请求请求资源，所以请求成功显示的顺序并不一定是代码里面的顺序。
• 浏览器在请求静态资源时（在未过期的情况下），向服务器端发起一个http请求（询问自从上一次修改时间到现在有没有对资源进行修改），如果服务器端返回304状态码（告诉浏览器服务器端没有修改），那么浏览器会直接读取本地的该资源的缓存文件。
• 浏览器对页面进行渲染呈现给用户：浏览器利用自己内部的工作机制，把请求到的静态资源和html代码进行渲染，渲染之后呈现给用户。

5、归纳

• 浏览器通过 DNS 把域名解析成对应的IP地址；
• 根据这个 IP 地址在互联网上找到对应的服务器，建立 Socket 连接；
• 客户端向服务器发送HTTP协议请求包，请求服务器里的资源文档；
• 在服务器端，实际上还有复杂的业务逻辑：服务器可能有多台，到底指定哪台服务器处理请求，这需要一个负载均衡设备来平均分配所有用户的请求；
• 还有请求的数据是存储在分布式缓存里还是一个静态文件中，或是在数据库里；
• 当数据返回浏览器时，浏览器解析数据发现还有一些静态资源（如：css，js或者图片）时又会发起另外的请求，而这些请求可能会在CDN上，那么CDN服务器又会处理这个用户的请求。
• 客户端与服务器断开。由客户端解释HTML文档，在客户端屏幕上渲染图形结果。