浏览器输入 https 到展示页面经历的过程

总览：四大阶段

1. DNS 解析：将域名转换为 IP 地址。
2. TCP 连接：与服务器建立可靠的传输通道。
3. TLS/SSL 握手：建立安全的加密连接。
4. HTTP 请求与响应：获取并渲染页面内容。

阶段一：DNS 解析 - 找到服务器的地址

浏览器并不知道 www.example.com 在哪里，它需要先找到对应的 IP 地址（如 93.184.216.34）。

1. 检查浏览器缓存：浏览器首先查看自己的缓存里是否有这个域名的 IP 地址。

2. 检查操作系统缓存：如果浏览器缓存没有，会去查询操作系统的 hosts 文件和缓存（在 Windows 上是 hosts 文件，在 Linux/macOS 上是 /etc/hosts 和 nscd 缓存）。

3. 查询路由器缓存：如果本地系统也没有，请求会发送到局域网路由器，路由器可能存有缓存。

4. 查询 ISP 的 DNS 服务器：如果以上都没有，计算机会向网络服务提供商（ISP）分配的 DNS 服务器发送查询请求。

5. 递归查询：

   • ISP 的 DNS 服务器会从根域名服务器开始查询。
   • 根服务器会告知负责 .com 顶级域（TLD）的服务器地址。
   • ISP 的 DNS 服务器再询问 .com TLD 服务器，TLD 服务器会告知负责 example.com 的权威域名服务器的地址。
   • 最后，ISP 的 DNS 服务器询问 example.com 的权威服务器，权威服务器返回 www.example.com 的真实 IP 地址。

6. 返回结果并缓存：ISP 的 DNS 服务器将 IP 地址返回给你的计算机，并且各级都会缓存这个结果一段时间（TTL 决定）。

至此，浏览器拿到了目标服务器的 IP 地址。

阶段二：TCP 三次握手 - 建立可靠连接

浏览器使用拿到的 IP 地址和默认的 HTTPS 端口 443，开始与服务器建立 TCP 连接。这是为了确保后续数据传输的可靠性。

1. SYN：客户端（你的浏览器）向服务器发送一个 SYN（同步）包，表示请求建立连接。
2. SYN-ACK：服务器收到请求后，回复一个 SYN-ACK（同步-确认）包，表示同意连接。
3. ACK：客户端再向服务器发送一个 ACK（确认）包。至此，连接建立成功。

这个过程就是著名的 TCP 三次握手。

阶段三：TLS/SSL 握手 - 建立安全加密通道

在 TCP 连接的基础上，需要建立一个安全的加密层，这就是 TLS 握手（SSL 的升级版）。

1. Client Hello：客户端向服务器发送信息，包括：

   • 支持的 TLS 版本号。
   • 支持的加密套件列表。
   • 一个客户端随机数。

2. Server Hello：服务器回应信息，包括：

   • 确认使用的 TLS 版本。
   • 从客户端列表中选择一个加密套件。
   • 一个服务器随机数。
   • 服务器的 SSL 证书（包含公钥）。

3. 验证证书：

   • 客户端（浏览器）会验证服务器发来的证书是否可信（是否由可信的证书颁发机构 CA 签发、域名是否匹配、是否过期等）。如果验证失败，浏览器会显示警告。

4. 生成预主密钥：

   • 客户端验证证书通过后，会生成另一个随机字符串，称为“预主密钥”。
   • 客户端用服务器证书中的公钥加密这个预主密钥，然后发送给服务器。

5. 服务器解密预主密钥：

   • 服务器用自己的私钥解密，得到预主密钥。

6. 生成会话密钥：

   • 此时，客户端和服务器都拥有了三个要素：客户端随机数、服务器随机数和预主密钥。
   • 双方使用这三个要素独立计算出相同的会话密钥。这个对称密钥将用于加密后续所有的通信数据。

7. 握手结束：双方交换一条信息，告知后续消息将用会话密钥加密。TLS 握手完成。

为什么这么复杂？  非对称加密（公钥/私钥）用于安全地交换对称密钥，而对称加密（会话密钥）用于高效地加密大量数据传输。

阶段四：HTTP 请求与响应 - 获取页面内容

现在，安全的加密通道已经建立，浏览器才开始真正的 HTTP 通信。

1. 发送 HTTP 请求：浏览器通过加密通道发送一个 HTTP GET 请求到服务器，请求 https://www.example.com/ 的资源。请求头中会包含信息如：

   • Host: www.example.com
   • User-Agent（浏览器身份）
   • Accept（能接受的响应类型，如 text/html）
   • Cookie（如果有的话）

2. 服务器处理请求并返回响应：服务器收到请求后，处理它（可能需要查询数据库等），然后返回一个 HTTP 响应。响应包括：

   • 状态码：如 200 OK 表示成功。
   • 响应头：包含内容类型（Content-Type: text/html）、内容长度、服务器信息等。
   • 响应体：通常是请求的 HTML 文件内容。

3. 浏览器解析和渲染页面：

   • 解析 HTML：浏览器开始解析 HTML，构建 DOM（文档对象模型）树。
   • 加载子资源：在解析过程中，如果遇到外部资源（如 CSS、JavaScript、图片），浏览器会重新发起 DNS 查询、TCP 连接、TLS 握手（对于 HTTPS 资源）和 HTTP 请求，去获取这些资源。注意：对于同一个域名的多个资源，通常会复用已经建立的 TCP 连接（HTTP/1.1 的持久连接或 HTTP/2 的多路复用） ，这大大提高了效率。
   • 构建 CSSOM：解析 CSS，构建 CSSOM（CSS 对象模型）树。
   • 执行 JavaScript：解析并执行 JavaScript 代码。
   • 合并渲染树：将 DOM 和 CSSOM 合并成渲染树。
   • 布局和绘制：计算每个元素在屏幕上的位置（布局），然后将像素绘制到屏幕上。

4. TCP 四次挥手 - 连接关闭：当页面完全加载后，TCP 连接可能会保持一段时间以备后续请求（保持连接）。最终，当双方确认没有更多数据需要传输时，会通过 TCP 四次挥手 来关闭连接。

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总结流程图

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输入 URL -> DNS 解析 -> TCP 三次握手 -> TLS 握手 -> 发送 HTTP 请求 -> 服务器响应 -> 浏览器解析渲染 -> (可能) TCP 关闭

关键点记住：

• DNS：找地址。
• TCP：建通道。
• TLS：上锁加密。
• HTTP：真正传输内容。