前言
因为我是非科班，专业没有计算机基础课程，所以这方面是我的短板，我最近也是一边实习一边补自己的短板，这是我最近的学习网络原理的总结。
我是从客户端和服务端两个部分来理解的，因为我是前端，所以客户端是以浏览器为例，其他应用程序跟浏览器的过程都是差不多的。我们先大体概括从输入网址到服务器响应数据的过程，先有个大概的轮廓，后详细描述过程。
过程概括
客户端
将请求发送给服务器
浏览器委托协议栈发送请求，协议栈将请求打包，加上目的地等控制信息。就相当于邮局将邮件装进信封写上收信人及地址，协议栈充当邮局的角色。
协议栈将包装好的网络包交给网卡，网卡将包转化成光信号或者电信号发送出去
服务器
网络包到达服务器所在的区域网，会碰到防火墙，防火墙会对进入区域网的每个网络包进行检查，检查是否存在危险的包。可以形象的把它想成小区的保安
还会遇到缓存服务器，如果网络包请求的数据缓存服务器里有的话，直接从缓存服务器读出数据
网络包进入服务器，服务器将网络包解包成原始的请求信息，服务器根据请求信息将数据装入响应消息，发给客户端
详细过程
浏览器
DNS解析生成IP地址
浏览器想要将请求发送给服务器，需要知道对应服务器的IP地址，但是我们在搜索框输入的是域名(网址)，而浏览器不具备将网址转换成IP地址的功能，他需要向DNS服务器要对应服务器的IP地址。
浏览器也不具备将网址发送给DNS服务器的功能，这个发送的操作是浏览器通过调用Socket库中的程序委托操作系统的协议栈（网络控制软件）将网址发给DNS服务器(这个过程与浏览器委托协议栈将http请求发给服务器类似),DNS服务器回复对应的IP地址(查找到DNS服务器也是需要IP地址的，但是这个地址是事先在电脑上就设置好的)。
Socket库： 一个程序库，可以理解为一个控制程序的方法库
查询DNS时不是一下子就能找到存有对应ip地址的DNS服务器，需要一层一层的找，比如要查询www.web.cn.net.com网址对应服务器的IP地址，本地DNS服务器会先询问离自己最近的根服务器，这时跟服务发现这个文件不是自己直接管理的，但是他知道这个文件在.com服务器的管辖范围，就把.com的服务器返回给本地服务器，然后本地DNS服务器再去找.com的服务器，.com服务器返回.net服务器......就这样一直找到.cn的服务器，.cn的服务器发现文件是自己直接管理，就将www.web.cn.net.com对应的ip地址返回给本地DNS服务器,本地DNS服务器将IP地址交给浏览器，就这样浏览器就得到了目标服务器的IP地址。
DNS服务器具有缓存的能力，在一定的时间内再次访问的相同域名会直接返回给浏览器，为什么说一定时间呢，因为有可能一段时间后你想要访问的网址它的ip地址改变了，如果一直存着就会有问题，所以缓存都设有一个有效期。
tip: 系统和浏览器也有自己的DNS缓存机制，并且也有一定的有效期。
ip地址： 它记录着每台计算机的位置，相当于一个小区里面的2单元702一样，代表着一个位置，我们能通过这个位置信息，准确的找到它，ip地址是由数字和.组成的，如：8.8.8.8。
生成HTTP请求
将请求信息和IP地址交给协议栈，协议栈进行打包生成网络包（这里涉及到网络的层次结构(应用层、传输层、网络层、数据链路层与每个层次的职责），但是要往里说东西就太多了，这篇文章只介绍大体流程。
建立TCP连接
客户端和服务器双方创建套接字，浏览器调用Socket库中的connect方法，协议栈将本地与服务器套接字连接。这时可以理解为通信双方通过一根管道相连，双方交换的信息就是通过这条管道运输，但实际上这跟管道是不存在的
其实服务器中的套接字是一直保持着待连接的状态，为了提高客户端与服务器的连接速度。
发送请求
浏览器确认了ip地址与生成http请求后，会通过调用Socket库中的程序委托协议栈将请求发送给服务器，协议栈将请求包装并分成一个一个的网络包。
然后协议栈将网络包交给网卡，网卡将网络包以光信号与电信号通过网络发送给服务器，发送过程中会通过TCP头部中的控制信息来确实通信双方是否成功接收到包、当前通信双方连接的状态等。
网络包分为这几个部分：
- 第一部分是MAC头部，保存着以太网的控制信息，网络包从客户端到服务器中间要经过很多路由的传>递，这部分就记录着要去的下一个路由的位置信息。
- 第二部分是IP头部，记录着服务器的IP地。
- 第三部分是TCP头部和数据块，TCP头部保存着TCP控制信息，就是通信双方的端口号和一些像ACK用来表示当前数据包对方是否成功接收、还有表示通信双方连接状态的一些标识符。
为了避免网络拥堵，网络包不是一股脑的全都发送出去
协议栈不是一收到数据就马上发出去，而是先放在套接字的缓冲区中，等达到一个网络包所能容纳的最大数据长度（MSS）或者到了一定的时间后就会将这个网络包发出去
服务器端
防火墙
网络包经过若干个路由传递，到达了服务器所在的区域网，会遇到防火墙，现在大多数防火墙是通过包过滤的方式防止危险的包进去服务器。但是这有点漏洞，因为防火墙无法检查包内部的数据，有一些特定的数据进入服务器会导致服务器宕机，但是这种危险无法提前预防，因为这大多数都是服务器的bug引起的，能做的只有尽快修复这个bug。
包过滤方式通过检查接收方IP地址，发送方IP地址，接收方端口号，发送方端口号，进行过滤
服务器响应请求回复数据
经过防火墙的过滤，请求到达服务器，服务器解析请求信息，将客户端想要的数据装进响应体，返回给客户端。
服务器响应优化
当一台服务器受到的访问非常多，性能就会大大下降，有的人会想增加服务器性能和增加网速，但这样会花费大量资金并且没有很好的解决问题，治标不治本。
负载均衡器
一种方法是设置多台服务器，并将他们的地址保存在负载均衡器上，让客户端去访问负载均衡器，负载均衡器平均分配每台服务器的访问压力。怎么让服务器去访问负载均衡器呢，简单来说就是通过修改DNS服务器的查询结果，将要访问的服务器的IP地址替换成负载均衡器的地址。
服务器端的缓存服务器
还有一种减少服务器访问压力的方法是通过缓存服务器，缓存服务器是通过代理机制对数据进行缓存的服务器，web服务器返回响应数据需要检查网址，和访问权限等内部操作过程，缓存服务器不需要，只是将磁盘上的数据返回给客户端，所以加快了响应速度。这种是将缓存服务器放在服务器端，还有一种是将缓存服务器放在客户端
客户端的缓存服务器(正向代理)
这时它就换了一个名字，叫做代理，代理又分为正向代理与反向代理。代理有缓存和充当防火墙的功能，他与防火墙主要差别就是防火墙不能检查内部数据，但是代理能检查内部数据是否含有危险数据，是不是听起来这种方式很好很不错，但正向代理需要设置浏览器，很麻烦，并且容易产生错误，还有一些其他的限制。
反向代理
这时就有了正向代理的改良版：反向代理。反向代理不需要我们设置浏览器，是根据请求消息中的目录名跟服务器进行关联。
最优解：内容分发服务(CDN)
不管是将缓存服务器放在服务器端，还是客户端都有一定的问题。放在服务器端虽然减少的服务器的压力，但是没有解决请求路径中网络拥堵的问题，而放在客户端，当缓存服务器配置不够要升配置时，服务器端无法操作。
这时就出现了一些专门提供缓存服务器的公司，将缓存服务器建设在客户端与服务器中间，也就是咱们常说的内容分发服务，简称CDN。
最后
我是小k，一名2023届毕业生，感谢你的观看
