深入剖析 Web HTTP 请求：从浏览器到服务器的完整流程

背景

1. 用户输入 URL —— 浏览器发起请求

步骤：DNS 解析

步骤：建立 TCP 连接（TCP 三次握手）

2. 构建 HTTP 请求报文

3. 服务器接收请求与中间层路由

步骤：反向代理与负载均衡

步骤：应用层处理

4. 生成 HTTP 响应报文

5. 响应返回给浏览器客户端

6. 浏览器显示结果

总结

背景

当你在浏览器中输入一个 URL 并按下回车时,从客户端发送请求到服务器响应再返回浏览器，这一过程涉及多个环节。本文将深入解析从浏览器客户端发出 HTTP 请求，到服务器处理请求、经过中间层路由，最后响应到浏览器的整个流程。

1. 用户输入 URL —— 浏览器发起请求

首先，用户在浏览器地址栏输入一个 URL，比如 https://www.example.com。浏览器的任务是解析这个 URL，并通过 HTTP 协议向服务器发送请求。URL 的结构大致可以分为以下几个部分：

协议（https://）：指定使用的协议，常见的有 HTTP 和 HTTPS。
域名（www.example.com）：用来标识服务器位置，通常需要通过 DNS 查找解析为一个 IP 地址。
路径（/path/to/resource）：指定服务器上的资源位置。
查询参数（key=value）：用于传递额外的信息。

步骤：DNS 解析

在浏览器能够向服务器发送请求之前，它需要将域名（如 www.example.com）转换为服务器的 IP 地址。这个过程叫做 DNS 解析。浏览器会向本地 DNS 服务器发送查询请求，获取目标服务器的 IP 地址。

步骤：建立 TCP 连接（TCP 三次握手）

获取到目标服务器的 IP 地址后，浏览器会通过 TCP/IP 协议 与服务器建立连接。在 HTTPS 中，除了 TCP 连接之外，还会进行 SSL/TLS 握手，以确保通信的加密与安全性。

2. 构建 HTTP 请求报文

一旦 TCP 连接建立成功，浏览器就开始构建 HTTP 请求报文。一个典型的 HTTP 请求包括：

请求行：包含请求方法（如 GET、POST 等）、请求的 URL 路径、协议版本（如 HTTP/1.1）等。
请求头部：包含用户代理（浏览器类型）、接受的内容类型、Cookies 等信息。
请求体（可选）：在 POST 请求中，客户端向服务器发送的实际数据，通常是表单数据或 JSON 格式的请求体。

例如，浏览器向服务器发送的 GET 请求可能如下所示

GET /path/to/resource HTTP/1.1 Host: www.example.com User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/87.0.4280.141 Safari/537.36 Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8

3. 服务器接收请求与中间层路由

当 HTTP 请求到达目标服务器时，服务器首先通过负载均衡器进行流量分配，确保请求能够被正确路由到后端的 Web 服务器或应用服务器。如果有中间层（如反向代理、API 网关等），它会根据请求的路径、参数等信息将请求转发到正确的处理程序。

步骤：反向代理与负载均衡

许多大型应用部署了反向代理（如 Nginx、HAProxy 等）和负载均衡策略，目的是提高系统的性能和可扩展性。反向代理服务器会根据请求的不同特征（如路径、头信息等）将请求分发到不同的应用服务器实例。

例如，www.example.com/api/ 可能被路由到 API 服务，而 www.example.com/static/ 可能被路由到静态资源服务器。

步骤：应用层处理

服务器或应用层接收到请求后，会根据请求的内容执行相应的业务逻辑。比如：

查询数据库。
处理表单提交。
动态生成 HTML 内容。
返回 API 响应（如 JSON 数据）。

4. 生成 HTTP 响应报文

经过处理后，服务器会构建一个 HTTP 响应报文，准备返回给客户端。一个典型的 HTTP 响应报文由以下几部分组成：

响应行：包含响应的状态码（如 200 OK、404 Not Found 等）、响应的协议版本（如 HTTP/1.1）等。
响应头部：包含服务器信息、返回的内容类型（如 Content-Type: text/html）、缓存策略、Cookies 等。
响应体：包含服务器返回的实际内容，通常是 HTML 文件、JSON 数据或其他资源。

例如，服务器返回的响应可能如下所示：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 1234<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>Example Page</title></head>
<body><h1>Welcome to Example!</h1></body>
</html>