八股—计网

记录一下常见的计算机网络相关的八股

一、url历程

面试经常会遇到一类问题：浏览器输入url会发生什么？

其实这类问题属于老掉牙的问题，但仔细剖析，涵盖了诸多概念，现对其进行分析。

1.1 url组成

输入url，那就得首先明白url的组成。

协议：常见的如http、https
域名
端口号：可省略，采用默认端口号：http-80，https-443
虚拟目录：域名后的/开始到最后一个/结束，非必需
文件名
锚
参数

1.2 详细过程

输入url，以https://www.baidu.com/为例。

检测输入的url是否合法，包括协议、主机名等，是否存在非法字符；
接着进行缓存判断，如果命中缓存，则直接使用缓存数据；

这里缓存又分为强缓存和协商缓存。
- 强缓存
  
  强缓存存在两种：expires、cache-control（http1.1存在）
  
  若存在cache-control，则判断max-age是否过期；
  
  若存在expires，则判断有效时间是否过期；
- 协商缓存
  协商缓存也存在两种：if-modified-since、if-none-match（http1.1存在）
  服务器比较Etag值，判断是否资源发生改变；
  服务器比较last-modified，根据最后的修改时间来判断是否命中协商缓存；
当未命中强缓存，则需要重新向服务器发送请求；
首先进行DNS解析，首先判断本地是否该域名的ip缓存，有则使用，无则向本地DNS服务器发送请求。
本地DNS首先检查是否存在缓存，没有则开始迭代请求，依次向根域名服务器、顶级域名服务器、权威域名服务器发送请求，获得ip地址。
获取到IP地址后，还需获得MAC地址。
应用层下发数据给传输层，TCP协议会指定源端口号和目的端口号；
下发到网络层，将本机地址作为源地址，获得的IP地址作为目标地址；

下发到数据链路层，本机MAC地址作为源MAC地址，目标MAC地址需要分情况讨论：在同一个子网内，使用ARP协议获取目标MAC地址；不在同一个子网内，请求转发给网关，再通过ARP协议拿到网关的MAC地址；
接着开始TCP三次握手。
第一次握手，客户端向服务端发送SYN报文，进入SYN_SEND状态；
第二次握手，服务端收到报文，以自己SYN报文作为应答，进入SYN_REVD状态；
第三次握手，客户端收到SYN报文，发送ACK报文进行确认，双方进入ESTABLISHED状态。
如果使用的协议为https协议，则存在TLS握手过程。
客户端发送16组加密方法、一个随机数A、协议版本号；
服务端选择加密方法，发送随机数B、CA证书；

客户端使用CA证书的公钥和加密方法对随机数C进行加密，传输；

服务端使用私钥进行解密，双方对三个随机数按照选择的加密方法进行加密，生成一把密钥D。
之后的通信使用D来进行对称加密。
返回响应
请求发送到服务器后，判断是否命中协商缓存，有则304，无则返回html文件进行响应。
页面渲染
浏览器根据html文件生成DOM树，根据解析到css文件生成css规则树；
根据DOM树、CSSOM树生成AST（渲染树）；
接着根据AST进行页面布局，明确各个节点的确切位置和大小；

最后遍历AST，调用渲染对象paint方法进行绘制。
TCP四次挥手

1.3 DNS

域名系统，由一个分层的DNS服务器组成的分布式数据库，提供主机名到ip地址转换的服务。