作为前端人员，面试时经常会被问到“描述从浏览器输入 url 到显示出网页的整体过程”，这个问题很大，主要包括两部分。第一部分是如何通过网络获取到资源，第二部分是获取到资源之后浏览器解析 JS 并渲染页面，本书就是第一部分的最好答案。
前段时间去听了 W3C 核心成员 philippe 的一个关于前端未来发展趋势的演讲，当他提到 web 是什么时，他回答：web 就是一个由 html http url 三个协议组成的共同体 （发展到现在，ECMAScript 肯定也是重要内容之一）。其中，http 和 url 协议在本书中都有重点介绍。
本书讲解的内容体量非常大，从网络请求发出一直到接收并返回，涉及到的知识面非常广，虽然每一部分都不太深。作为前端开发的笔者，无法全部详细看完，只能挑重点看。看完本书，详细看过的占 1/3 左右。
本书从客户端发起网路请求，到服务端最终返回数据，按照整个过程分以下部分讲解。
- 客户端，即浏览器。从输入网址到发送请求，浏览器分析请求，生成消息，调用操作系统的网络能力来发送消息。
- 协议栈和网卡。协议栈收到浏览器封装的数据，将数据封装为包，并将包交给网卡，网卡将包转换为电信号发送到网络。这是一个从软件到硬件的过程。
- 集线器、交换器、路由器。以何种方式接入互联网。
- 接入网、网络运营商。从局域网到互联网。
- 防火墙，缓存服务器。网络包达到了 web 服务器的局域网，要经过防火墙安全检查，还可能会被缓存服务器判断是否命中缓存。
- web 服务器。网络包到达 web 服务器，真正的 IP 地址对应的目的地。web 服务器接收、分析请求，经过处理和计算，返回数据给浏览器。
以上内容笔者无法全部深入细节，只是看了和自己工作学习比较相关的部分 —— 浏览器发送请求和服务端接收并返回请求。中间的内容应该是网络工程师的技能，笔者并不擅长，也不打算深入研究，因此这里也不记录了。
以上是网络请求所经历的分层结构。应用程序（如浏览器）生成发送消息，委托给操作系统来发送，操作系统会调用网卡连接互联网发送信息。
从输入 url 到将数据发送到互联网。
浏览器接收一个输入的 url ，肯定要先解析 url ，包括下文的 web 服务器再接收到请求的时候也需要解析 url 。url 有一套标准规范，这是 web 的基础协议之一。
web 的另个基础协议就是 http 协议。浏览器要按照 http 协议的规范，生成 http 请求消息，即开发中常说的 request 或者 req 。当然，最后 web 服务器端返回消息时也需要遵循 http 协议返回规范格式的内容。
http 协议的基础内容本书中做了介绍，但是仅限于一些特别常见的内容，并不全面。要想详细了解 http 协议还是去看专门讲解 http 的书籍，如《图解 HTTP》。这本书笔者已经做过一次读书笔记《图解 HTTP 读书笔记》，这里不再重复。
url 中的服务器名往往都是域名，但要想在网络上找到一台确定的机器并与之连接，得需要 IP 地址。互联网和公司内部的局域网都是基于 TCP/IP 的思路来设计的，TCP/IP 的结构就是由一些小的子网，通过路由器连接起来组成一个大的网络，这里的子网可以理解为用集线器连接起来的几台计算机，笔者们将它看成一个单位，称为子网，将子网通过路由器连接起来，就形成一个网络。而 IP 地址就是从这些子网中一层一层找到某台机器的有效方式。
为何 url 中要用域名，而不直接用 IP 地址呢？原因书中没有终点提到，不过笔者总结如下：
- IP 地址不好记，域名比较容易记录，如
www.baidu.com - 时间、地域不同，IP 可能不一样，例如在北京访问百度，和在广州访问百度，对应的 IP 地址不一定一样。但是域名不需要变。
- 一个域名可以对应多个 IP 地址，这是实现负载均衡的一种思路。
因此，得需要通过 DNS 查询来得到该域名对应的 IP 地址，可分三个层次的查询：
- 通过浏览器查询，浏览器会缓存常用域名的 IP 地址。早期的 chrome 就用预加载网页所有域名 IP 的方式来优化网页打开速度。
- 通过操作系统查询，操作系统也会缓存常用域名的 IP 地址。也允许自定义，如修改 host 文件。
- 以上两个都找不到，就需要去网络运营商或全球 DNS 服务器去查询，那样可能会耗时较慢。
生成了 http 消息，知道了 IP 之后，就可以委托操作系统的协议栈向这个目标 IP 地址发送消息，并等待回复。注意，浏览器不会自己发送消息，因为这是一个很复杂的过程（如需考虑分包、丢失等问题），会交给操作系统来做。而协议栈就是操作系统查询、发送、接收网络请求的软件模块，它的下层就是计算机的硬件，即网卡。
共分为四个阶段：
- 创建套接字。调用
socket()方法，会返回一个描述符，即该请求的id。因为操作系统里有很多应用程序每时每刻都可能发送很多请求，需要对每个请求做标记。 - 建立连接。调用
connect()方法，需传入当前请求的描述符，目标 IP 地址和端口号。建立连接之后才能发送数据。 - 收发数据。调用
write()方法，传入描述符、发送数据和数据长度，数据过长时可能需要多次发送。数据返回之后通过read()方法可获取数据和数据长度。 - 断开连接。收发数据结束，调用
close()方法断开本次连接。
每一次网络请求，协议栈都要经历以上四个步骤，过多的网络请求会影响性能。因此一个网页中尽量合并网络请求，如雪碧图、合并 js 和 css 文件、小图片用 base64 格式等。
应用程序委托操作系统发送网络请求，操作系统需要将发送信息拆分为多个网络包，每个包体积大约几十个字节。然后将网络包一次发送出去，web 服务器也会分包接收信息，然后拼接起来。
包的发送过程中可能会丢失，操作系统还要使用一些机制来检查是否丢失，如果丢失了要重新发送，重新发送多次依然丢失则会报错。另外，将数据拆分为多个包也会提高传输性能，这一点和使用 stream 处理 I/O 是一个道理。
拆包、合并、检查丢失等操作都是操作系统来处理，应用程序不用关心，这就大大提高了网络编程的便利性，操作系统封装了这些复杂的情况。
数据从客户端发出，经过局域网、互联网，最终到达服务端。
稍大一点的 web server 都需要多台服务器，甚至多集群、多机房，大公司会有专门的部门、工程师负责这些服务器的采购、架设和更换。当服务器变多，就需要负载均衡策略。
负载均衡一种简单粗暴的方式，就是对域名的 DNS 绑定多个 IP 地址，这样客户端在执行 DNS 查询时会挨个、顺序返回每个 IP 地址。但这种方式的缺点是，万一某一个机器宕机，DNS 服务器是不知道的，照样会返回这个机器的 IP 地址。
现在比较常用的负载均衡方式是使用负载均衡器，将 DNS 服务中域名指定的 IP 地址统一指向负载均衡器的 IP ，然后由负载均衡器统一处理。
在请求真正进入目标服务器之前，可能会进入缓存服务器，由缓存服务器判断是否该请求会命中缓存。当然，缓存也可能不是一台机器，而是一个软件，缓存知识一种提高效率的机制。
在 http 协议中，比较重要的是浏览器的缓存策略，这部分知识对于前端开发人员也相当重要。具体可查询相关资料，这里不做讲述。
CDN 即内容分发网络，主要用于静态资源服务，它会提高网络请求的效率，主要有两方面：
- 它会根据客户端的区域，返回离本区域比较近的 IP 地址。因此，CDN 是一个广泛的服务集群，实现成本比较高。
- 它一般会根据 url 强制缓存数据，即同一个 url 再次访问时会命中缓存策略。
一个服务器同一时间可能会多个客户端发来的请求，因此每次接收到请求都要新启动一个服务器程序，确保服务器和客户端是一一对应的。例如，Apache 服务器对每次请求都会新启动一个线程，nodejs 是单线程的但每次请求都会有一个新的 req 实例。
服务器要被动接收数据，而不像客户端是主动发送数据，因此需要两个模块：等待链接模块和客户端通讯模块，如下图：
接收到数据之后，服务器按照协议解析 url ，然后返回静态文件，或者调用 CGI 动态计算结果，最终返回。返回的规范也需要按照 http 协议，比较重要的是 Content-type ，它规定了返回内容是什么文件类型。
无论是哪个技术栈的开发人员，只要是涉及到和网络相关的技术，都应该看一看这本书。选择自己从事的那部分详细看看，其他部分了解一下，这样就对整个计算机网络有一个大概的认识，相信对自己的职业发展很有帮助。
另外，附上本书最后一个完整的网络请求流程图，非常详细。
