（第一章）深入Web请求过程

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本文详细解析了Web请求的全过程，包括B/S架构的优势、如何发起HTTP请求、HTTP解析、DNS域名解析、CDN工作机制等内容，帮助读者全面理解Web请求的每一个环节。

第一章深入Web请求过程

B/S架构带来了以下两方面的好处：

客户端使用统一的浏览器（Browser）。由于浏览器具有统一性，它不需要特殊的配置和网络连接，有效地屏蔽了不同服务提供商提供给用户使用服务的差异性。浏览器的交互特性使得用户使用它非常简便，且用户行为的可继承性非常强，也就是用户只要学会了上网，不管使用的是哪个应用，一旦学会了，在使用其他互联网服务时同样具有了使用经验，因为它们都基于同样的浏览器操作界面。
服务端（Server）基于统一的HTTP。和传统的C/S架构使用自定义的应用层协议不同，B/S架构使用的都是统一的HTTP。使用统一的HTTP也为服务提供商简化了开发模式，使得服务器开发者可以采用相对规范的开发模式，这样可以大大节省开发成本。由于使用统一的HTTP，所以基于HTTP的服务器就有很多。

1.B/S网络架构概述

不管网络架构如何变化，始终有一些固定不变的原则需要遵守。

互联网上所有资源都要用一个URL来表示。URL就是统一资源定位符。
必须基于HTTP与服务端交互。
数据展示必须在浏览器中进行。

2.如何发起一个请求

能否不借助浏览器也能发起请求，这里的“不借助”有两层含义，一是指能不能自己组装一个符合HTTP的数据包，二是处理浏览器还有哪些方式也能简单的发起一个HTTP请求。

如何发起一个HTTP请求和如何建立一个Socket连接区别不大，只不过outputStream.write写的二进制字节数据格式要符合HTTP。浏览器在建立Socket连接之前，必须根据地址栏里输入的URL的域名DNS解析出IP地址，再根据这个IP地址和默认的80端口与远程服务器建立Socket连接，然后浏览器根据这个URL组装成一个get类型的HTTP请求头，通过outputStream.write发送到目标服务器，服务器等待inputStream.read返回数据，最后断开这个连接。一句话，发起一个HTTP请求的过程就是一个建立Socket通信的过程。

3.HTTP解析

3.1浏览器缓存机制

1.Cache-Control/Pragma

这个HTTP head字段用于指定所有缓存机制在整个请求/响应链中必须服从的指令，如果知道该页面是否为缓存，不仅可以控制浏览器，还可以控制和HTTP相关的缓存或代理服务器。

2.Expires

3.Last-Modified/Etag

4.DNS域名解析

DNS解析将会有10个步骤，这个过程大体描述如下。

4.1清楚缓存的域名

我们知道DNS域名解析后会缓存解析结果，其中主要在两个地方缓存结果。一个是Local DNS Server，另外一个是用户的本地机器。这两个缓存都是TTL值和本机缓存大小控制的，但是最大缓存时间是TTL值，基本上Local DNS Server的缓存时间就是TTL控制的，很难人工介入，但是我们的本机缓存可以通过如下方式清除。

4.2几种域名解析方式

域名解析记录主要分为A记录、MX记录、CNAME记录、NS记录和TXT记录。

A记录，A代表的是Address，用来指定域名对应的IP地址。A记录可以将多个域名解析到一个IP地址，但是不能将一个域名解析到多个IP地址。
MX记录，表示的是Mail Exchange，就是可以将某个域名下的邮件服务器指向自己的Mail Server，如taobao.com域名的A记录IP地址是115.238.25.xxx，如果将MX记录设置为115.238.25.xxx所在的服务器，即xxx@taobao.com的邮件路由，DNS会将邮件发送到115.238.25.xxx所在的服务器，而正常通过Web请求的话仍然解析到A记录的IP地址。
CNAME记录，全称是Canonical Name（别名解析）。所谓的别名解析就是可以为一个域名设置一个或者多个别名。如将taobao.com解析到xulingbo.net,将srcfan.com也解析到xulingbo.net。其中xulingbo.net分别是taobao.com和srcfan.com的别名。前面的跟踪域名解析中的“www.taobao.com. 1542 IN CNAME www.gslb.taobao.com”就是CNAME解析。
NS记录，为某个域指定DNS解析服务器，也就是这个域名有指定的IP地址的DNS服务器去解析，前面的“gslb.taobao.com. 86400 IN NS gslbns2.taobao.com.”就是NS解析。
TXT记录，为某个主机名或域名设置说明，如可以为xulingbo.net设置TXT记录为“君山的博客|许令波”这样的说明。

5.CDN工作机制

CDN也就是内容分布网络（Content Delivery Network），它是构筑在现有Internet上的一种先进的流量分配网络。其目的是通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”，使用户可以就近取得所需的内容，提高用户访问网站的响应速度。有别于镜像，它比镜像更智能，可以做这样一个比喻：CDN=镜像（Mirror）+缓存（Cache）+整体负载均衡（GSLB）。因而，CDN可以明显提高Internet中信息流动的效率。

目前CDN都以缓存网站中的静态数据为主，如CSS、JS、图片和静态页面等数据。用户在从主站服务器请求到动态内容后，在从CDN上下载这些静态数据，从而加速网页数据内容的下载速度。

通常来说CDN要达到以下几个目标。

可扩展（Scalability）。性能可扩展性：应对新增的大量数据、用户和事务的扩展能力。成本可扩展性：用低廉的运营成本提供动态的服务能力和高质量的内容分发。
安全性（Security）。强调提供物理设备、网络、软件、数据和服务过程的安全性，（趋势）减少因为DDos攻击或其他恶意行为造成商业网站的业务中断。
可靠性、响应和执行（Reliability、Responsiveness和Performance）。服务可用性指能够处理可能的故障和用户体验下降的问题，通过负载均衡及时提供网络的容错机制。

5.1CDN架构

5.2负载均衡

负载均衡（Load Balance）就是对工作任务进行平衡、分摊到多个操作单元上执行，如图片服务器、应用服务器等，共同完成工作任务。它可以提高服务器响应速度及利用效率，避免软件或者硬件模块出现单点失效，解决网络拥塞问题，实现地理位置无关性，为用户提供较一致的访问质量。

通常有三种负载均衡架构，分别是链路负载均衡、集群负载均衡和操作系统负载均衡。所谓的链路负载均衡就是通过DNS解析成不同的IP，然后用户根据这个IP来访问不同的目标服务器。

负载均衡是由DNS的解析来完成的，用户最终访问哪个Web Server是由DNS Server来控制的，在这里就是由Global DNS Server来动态解析域名服务器。这种DNS解析的优点是用户会直接访问目标服务器，而不需要经过其他代理服务器，通常访问速度会更快。但是也有缺点，由于DNS在用户本地和Local DNS Server都有缓存，一旦某台Web Server挂掉，就很难及时更新用户的域名解析结构。如果用户的域名没有及时更新，那么用户将无法访问这个域名，带来的后果非常严重。

集群负载均衡是另外一种常见的负载均衡方式，它一般分为硬件负载均衡和软件负载均衡。硬件负载均衡一般使用一台专门的硬件设备来转发请求。