阿里實習面試的最后一個開放性問題：在瀏覽器輸入一個網址回車后，發(fā)生了什么？

答得并不是很好。所以也基本與阿里無緣了。一直以來，都沒能系統(tǒng)的學習一下Web相關知識。所以對這個問題的回答也是稍顯勉強。現(xiàn)借這個機會，將這個問題好好理一下吧。

大致流程

當用戶在瀏覽器輸入www.tainies.cn這個url時，將會發(fā)生很多操作：

1. 首先，它會請求DNS把這個域名解析成對應的IP地址
2. 然后，根據這個IP在互聯(lián)網上找到對應的服務器，向服務器發(fā)起一個get請求，由這個服務器決定返回默認的數據資源給訪問的用戶
3. 在服務器端可能還有很復雜的業(yè)務邏輯：服務器可能有很多臺，到底指定哪臺服務器來處理請求，這需要一個負載均衡設備來平均分配所有用戶的請求；
4. 還有請求的數據是存儲在分布式緩存里還是一個靜態(tài)文件中，或是數據庫里；
5. 當數據返回瀏覽器時，瀏覽器解析數據發(fā)現(xiàn)還有一些靜態(tài)資源(如CSS、JS或者圖片)時，又會發(fā)起另外的HTTP請求，而這些請求很可能會在CDN上，那么CDN服務器又會處理這個用戶的請求
6. 大體上一個用戶請求會涉及這么多的操作，每一個細節(jié)都會影響這個請求最終是否會成功。

HTTP 協(xié)議解析

B/S網絡架構的核心是HTTP協(xié)議，掌握HTTP協(xié)議對一個從事互聯(lián)網工作的程序員來說非常重要。

要理解HTTP協(xié)議，最重要的就是熟悉HTTP協(xié)議中的HTTP Header， HTTP Header控制著互聯(lián)網成千上萬的用戶的數據的傳輸。最關鍵的是，它控制著用戶瀏覽器的渲染行為和服務器的執(zhí)行邏輯。例如，當服務器沒有用戶請求的數據時會返回一個404狀態(tài)碼，告訴瀏覽器沒有要請求的數據，通常瀏覽器就會展示一個非常不愿意看到的該頁面不存在的錯誤信息。

DNS域名解析

如圖所示，當一個用戶在瀏覽器中輸入www.tainies.cn時，DNS解析將會有將近10個步驟，大致描述如下：

1. 瀏覽器會檢查緩存中有沒有這個域名對應的解析過的IP地址，如果緩存中有，這個解析過程就結束。瀏覽器緩存域名也是有限制的，不僅瀏覽器緩存大小有限制，而且緩存的時間也是有限制的，通常情況下為幾分鐘到幾個小時不等，域名被緩存的時間限制可以通過TTL屬性來設置。這個緩存時間太長或太短都不好，如果緩存時間夠長，一旦域名被解析到的IP有變化，會導致被客戶端緩存的域名無法解析到變化后的IP地址，以致該域名不能正常解析，這段時間內有可能會有一部分客戶無法訪問網站。如果設置時間太短，會導致用戶每次訪問網站都要重新解析一次域名。

2. 如果用戶的瀏覽器緩存中沒有，瀏覽器會查找操作系統(tǒng)緩存中是否有域名對應的DNS解析結果。其實，操作系統(tǒng)也會有一個域名解析的過程，在Windows中可以通過C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts文件來設置，你可以將任何域名解析到任何能夠訪問的IP地址。如果你在這里指定了一個域名對應的IP地址，那么瀏覽器會首先使用這個IP地址。正是因為有這種本地DNS解析的規(guī)程，所以黑客就有可能通過修改你的域名解析來把特定的域名解析到它指定的IP地址上，導致這些域名被劫持。

前兩步在本機完成。如果本機中仍無法完成域名的解析，就會真正請求域名服務器來解析這個域名了。

1. 如何、怎么知道域名服務器呢？在網絡配置中都會有“DNS服務器地址”這一項，這個地址就用于解決前面所說的如果兩個過程無法解析時要怎么辦，操作系統(tǒng)會把這個域名發(fā)送給這類設置的LDNS，也就是本地區(qū)的域名服務器。這個DNS通常都提供給你互聯(lián)網接入的一個DNS解析服務，例如你是在學習接入互聯(lián)網，那么你的DNS服務器肯定在你的學校。如果你是在一個小區(qū)接入互聯(lián)網的，那么這個DNS就是提供給你接入互聯(lián)網的應用提供商，即電信或聯(lián)通，也就是通常所說的SPA，那么這個DNS通常也會在你所在城市的某個角落，通常不會很遠。LDNS主要承擔了域名的解析工作。

2. 如果LDNS仍然沒有命中，就直接到Root Server域名服務器請求解析

3. 根域名服務器返回給本地域名服務器一個所查詢域的主域名服務器(gTLD Server)地址。gTLD是國際頂級域名服務器，如.com、.cn、.org等，全球只有13臺左右

4. 本地域名服務器(Local DNS Server)再向上一步返回的gTLD服務器發(fā)送請求

5. 接受請求的gTLD服務器查找并返回此域名對應的Name Server域名服務器的地址，這個Name Server通常就是你注冊的域名服務器，例如你在某個域名服務提供商申請的域名，那么這個域名解析任務就是由這個域名提供商的服務器來完成的

6. Name Server域名服務器會查詢存儲的域名和IP的映射關系表，正常情況下都會根據域名得到目標IP記錄，連同一個TTL值返回給DNS Server域名服務器

7. 返回該域名對應的IP和TTL值，Local DNS Server會緩存這個域名和IP的對應關系，緩存時間由TTL值控制

8. 把解析的結果返回給用戶，用戶根據TTL值緩存在本地系統(tǒng)緩存中，域名解析過程結束

在實際的DNS解析過程中，可能還不止這10個步驟，如Name Server也可能有多級，或者有一個GTM來負載均衡控制，這都有可能會影響域名解析的過程。

CDN工作機制

CDN也就是內容分發(fā)網絡(Content Delivery Network)，它是構筑在現(xiàn)有Internet上的一種先進的流量分配網絡。其目的是通過在現(xiàn)有的Internet中增加一層新的網絡架構，將網站的內容發(fā)布到最接近用戶的網絡“邊緣”，使用戶可以就近取得所需的內容，提高用戶訪問網站的響應速度。有別于鏡像，它比鏡像更智能，可以這樣一個比喻：CDN = 鏡像(Mirror) + 緩存(Cache) + 整體負載均衡(GSLB)。因而，CDN可以明顯提高Internet中信息流動的效率。

目前CDN都以緩存網站中的靜態(tài)數據為主，如CSS、JS、圖片和靜態(tài)頁面等數據。用戶從主站服務器請求到動態(tài)內容后再從CDN上下載這些靜態(tài)數據，從而加速網頁數據內容的下載速度，如淘寶有90%以上的數據都是由CDN來提供的。

CDN 架構

通常的CDN架構如下圖所示：

如圖，一個用戶訪問某個靜態(tài)文件(如CSS文件)，這個靜態(tài)文件的域名假定是 cdn.taobao.com，那么首先要向Local DNS服務器發(fā)起請求，一般經過迭代器解析后回到這個域名的注冊服務器去解析，一般每個公司都會有一個DNS解析服務器。這時這個DNS解析服務器通常會把它重新CNAME解析到另一個域名，而這個域名最終會執(zhí)行CDN全局中的DNS負載均衡服務器，再由這個GTM來最終分配時哪個地方的訪問用戶，返回給離這個訪問用戶最近的CDN節(jié)點。

拿到DNS解析結果后，用戶就直接去這個CDN節(jié)點訪問這個靜態(tài)文件了，如果這個節(jié)點中所請求的文件不存在，就會回到源站與獲取這個文件，然后再返給用戶。

負載均衡

負載均衡(Load Balance)就是對工作任務進行平衡、分攤到多個操作單元上執(zhí)行，如圖片服務器、應用服務器等，共同完成工作任務。它可以提高服務器響應速度及利用效率，避免軟件或硬件模塊出現(xiàn)單點失效，解決網絡擁塞問題，實現(xiàn)地理位置無關性，為用戶提供較一致的訪問質量。

通常由三種負載均衡架構，分別是鏈路負載均衡、集群負載均衡和操作系統(tǒng)負載均衡

鏈路負載均衡

所謂鏈路負載均衡也就是通過DNS解析成不同的IP，然后用戶根據這個IP來訪問不同的目標服務器。負載均衡是由DNS的解析來完成的，用戶最終訪問哪個Web Server是由DNS Server來控制的，在這里就是由Global DNS Server來動態(tài)解析域名服務。這種DNS解析的優(yōu)點是用戶會直接訪問目標服務器，而不需要經過其他的代理服務器，通常訪問速度會更快。但是也有缺點，由于DNS在用戶本地和Local DNS Server都有緩存，一旦某臺Web Server掛掉，那么很難及時更新用戶的域名解析結構。如果用戶的域名沒有及時更新，那么用戶將無法訪問這個域名，帶來的后果非常嚴重。

集群負載均衡

集群負載均衡是另外一種常見的負載均衡方式，它一般分為硬件負載均衡和軟件負載均衡。

硬件負載均衡一般使用一臺專門硬件設備來轉發(fā)請求，如圖所示，硬件負載均衡的關鍵就是這臺價格非常昂貴的設備，如F5，通常為了安全需要一主一備。它的優(yōu)點很顯然就是性能非常好，缺點就是非常貴，一般公司是用不起的，還有就是當訪問量陡然增大超出服務極限時，不能進行動態(tài)擴容。

軟件負載均衡是使用最普遍的一種負載方式，它的特點是使用成本非常低，直接使用廉價的PC就可以搭建。缺點就是一般一次訪問請求要經過多次代理服務器，會增加網絡延時。

操作系統(tǒng)負載均衡

利用操作系統(tǒng)級別的軟中斷或者硬件中斷來達到負載均衡，如可以設置多隊列網卡等來實現(xiàn)。

這幾種負載均衡方式不僅在CDN的集群中能使用，而且在Web服務或者分布式數據集群中同樣也能使用，但是在這些地方后兩種使用得要多一點。