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外观

Easy-Vibe（Datawhale：从零做出真实产品）课时教程·中英混排原文 ↗仓库 ↗

计算机网络：从输入网址到渲染页面 ​

前言

你每天都在用浏览器——看视频、刷新闻、在线办公。但你有没有想过：当你在地址栏输入一个网址并按下回车，背后发生了什么？

这篇文章会用**"网购"的生活化比喻，配合真实的技术过程**，带你一步步理解浏览器如何将一行网址变成丰富多彩的页面。

读完这篇，你就能：

  • 理解从输入网址到显示页面的完整流程
  • 掌握 URL、DNS、TCP、HTTP 等核心概念
  • 了解浏览器如何渲染页面
  • 知道静态网站和动态网站的区别

无需编程基础，只需要你平时网购的经验即可。

这篇文章会带你学什么？

学完这章后，你将掌握从输入网址到页面显示的完整技术流程，理解浏览器与服务器如何协同工作。这些知识是后续学习 API、接口、网络安全等技术的基石，也是排查"网页打不开"、"加载慢"等日常问题的关键。

章节内容核心概念
第 1 章URL 解析网址的结构和作用
第 2 章DNS 查询域名如何转换成 IP 地址
第 3 章TCP 握手如何建立可靠的连接
第 4 章HTTP 通信浏览器和服务器如何对话
第 5 章浏览器渲染代码如何变成画面
第 6 章静态 vs 动态网页内容的生成方式

0. 引言：一次网络请求的生命周期 ​

核心问题

当你在浏览器输入网址并按下回车，后台发生了什么？为什么有的网页打开很快，有的很慢？为什么有时候会出现"找不到服务器"的错误？

类比说明：一次网购之旅 ​

想象你正在进行一次网购。整个过程可以分为 5 个步骤：

🛒 第 1 步：填写订单 选好商品，确认收货地址

🗺️ 第 2 步：查找仓库 系统找到具体的发货仓库

📞 第 3 步：建立通道 确认仓库营业且能发货

🚚 第 4 步：仓库发货 快递员把包裹送上门

🎁 第 5 步：拆箱体验 打开包裹，看到心仪的商品

访问网页的过程和网购惊人地相似！

当你在浏览器输入 google.com 并按下回车，你就是那个"买家"，浏览器通过一系列操作，最终把远方服务器上的"商品"（网页内容）送到你的屏幕上。

💡 核心启示

理解浏览器工作原理的关键是：把复杂的技术过程映射到熟悉的生活场景。网购的 5 个步骤完美对应了浏览器访问网页的 5 个技术阶段。

1. URL 解析 ​

核心问题

为什么网址要写成这样？ https://www.example.com:8080/path/page.html?id=123#section — 这串字符到底有什么含义？

类比：填写购物单 ​

假设你只在订单上写"买鞋子"，仓库肯定不知道发哪双。你需要写清楚：

  • 店铺类型（官方旗舰店/普通店）
  • 店铺名称（Nike 官方店）
  • 商品位置（男鞋区/跑鞋系列）
  • 具体型号（Air Max 90）
  • 备注信息（我要红色的）

实际过程：URL 解析流程 ​

**URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符）**就是浏览器世界的"商品定位码"。当你在地址栏输入 https://www.example.com:8080/path/page.html?id=123#section，浏览器会立即拆解它：

URL 部分示例值网购类比技术作用
协议 https://安全超文本传输协议物流方式：保密配送（HTTPS）vs 普通配送（HTTP）决定使用什么规则通信。http 是普通传输，https 是加密传输
域名 www.example.com服务器的人类可读名字店铺名称：京东超市告诉浏览器要找哪台服务器。域名是为了让人记住，最终要转换成 IP 地址
端口 :8080服务器的具体"门牌号"柜台编号：3号柜台（默认不写）服务器上可能有多个服务，端口指定访问哪一个。HTTP 默认 80，HTTPS 默认 443
路径 /path/page.html服务器上的文件位置货架位置：日用品区/第三排指定服务器上的具体资源位置
查询参数 ?id=123附加信息订单备注：红色、XL码传递给服务器的额外数据，如搜索关键词、页码等
锚点 #section页面内的位置说明书页码：翻到第5页页面加载后自动滚动到指定位置，不发送给服务器

💡 关键理解

URL 的存在是为了让人类能记住和输入。计算机最终需要的是 IP 地址（就像快递员最终需要的是具体的仓库地址，而不是"Nike 官方店"这个名字）。

2. DNS 查询 ​

核心问题

为什么浏览器能找到网站？ 你输入的是人类可读的域名（如 baidu.com），但计算机真正需要的是数字地址（IP）。这中间发生了什么？

类比：查询仓库地址 ​

你下单写的是"Nike 官方店"，但物流系统不知道仓库在哪。它需要查地址簿：

  1. 先查常用地址（最近买过这家吗）→ 浏览器缓存
  2. 没有的话问小区快递点（他们知道大区域的分配）→ 本地 DNS 服务器
  3. 问总部调度中心（知道.com类店铺归谁管）→ 根域名服务器
  4. 问品牌管理处（最终找到 Nike 店铺的真实发货仓库）→ 权威域名服务器

实际过程：DNS 分层查询流程 ​

**DNS（Domain Name System，域名系统）**是互联网的"分布式地址簿查询系统"。由于全球有数十亿个域名，采用分层架构来分散查询压力：

你（浏览器）
    ↓ 问：google.com 的 IP 是多少？
本地 DNS 服务器（你的网络运营商，如电信/联通）
    ↓ 问：.com 归谁管？
根域名服务器（全球13组根服务器，管理所有顶级域）
    ↓ 告诉：去问 .com 的管理者
顶级域服务器（Verisign 管理 .com）
    ↓ 告诉：去问 google.com 的管理者
权威域名服务器（Google 自己的 DNS 服务器）
    ↓ 告诉：google.com 的 IP 是 142.250.80.46
返回 IP 地址给浏览器

查询类型说明：

  • 递归查询（Recursive Query）：浏览器只发一次请求，本地 DNS 负责层层查询后返回结果
  • 迭代查询（Iterative Query）：每一层只告诉下一层去哪查，浏览器需要多次查询
  • 缓存机制：查询结果会被缓存，下次直接返回，大大加速访问

💡 为什么需要这么多层？

想象一下如果全世界只有一个地址簿，几十亿人同时查，早就崩溃了。分层设计让每个层级只管理自己的"辖区"，既高效又可靠。

这就是互联网设计的核心思想：分布式系统。

3. TCP 连接建立：三次握手 ​

核心问题

为什么需要"三次握手"？ 找到服务器地址后，为什么不能直接发送数据？为什么要先进行三次通信？

类比：建立物流通道 ​

假设物流车直接开到仓库，结果：

  • 仓库关门了 → 白跑一趟
  • 仓库爆仓不接单 → 无法发货
  • 找不到卸货口 → 无法对接

所以在真正发货之前，必须先建立可靠的运输通道。

实际过程：TCP 三次握手流程 ​

**TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）**是确保数据可靠传输的规则。在传输商品（数据）前，必须通过"三次握手"建立连接：

客户端（你的电脑）              服务器（商家仓库）
   |                                |
   |--- SYN=1 --------------------->|  第1次：你好，我在家，准备收货！(SYN)
   |                                |
   |<-- SYN=1, ACK=1 ---------------|  第2次：收到！我也准备好发货了，你在家吗？(SYN-ACK)
   |                                |
   |--- ACK=1 --------------------->|  第3次：在的！请发货吧。(ACK)
   |                                |
   ===== 通道建立，开始发货 =====

为什么是三次，不是两次？

  • 第一次（SYN）：客户端证明自己能发送
  • 第二次（SYN-ACK）：服务器证明自己能接收和发送
  • 第三次（ACK）：客户端证明自己能接收

三次握手确保：双方都能发、双方都能收 —— 四个条件都满足，才能可靠传输。

TCP 还负责：

  • 数据分包：大数据拆成小数据包传输
  • 顺序重组：确保数据包按正确顺序组装
  • 错误重传：丢包后自动重新发送
  • 流量控制：根据网络状况调整发送速度

HTTPS 的额外步骤：如果是 HTTPS（安全的网站），在 TCP 握手后还会进行 TLS 握手（1-RTT 或 2-RTT），双方交换加密密钥，确保之后的对话内容只有双方能看懂，就像用暗语通话。

4. HTTP 协议：请求与响应 ​

核心问题

浏览器和服务器在说什么？ 建立连接后，浏览器如何"告诉"服务器它想要什么？服务器又如何"回应"？

类比：下单、发货与订单核对 ​

物流车到达仓库："这是订单（HTTP请求），我要取回商品（网页 HTML 源代码）！" 仓库管理员核对："订单有效，这是你要的包裹（HTML 文件），请拿好。"

实际过程：HTTP 通信流程 ​

HTTP（HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议）是浏览器和服务器之间的"对话规则"。通道建立后，浏览器发送取货请求，核心目标是拿回网页的源代码（HTML 文件）：

HTTP 请求示例：

http
GET /index.html HTTP/1.1          ← 请求方法 + 路径 + 协议版本
Host: www.example.com             ← 目标主机（支持虚拟主机，一台服务器可托管多个网站）
User-Agent: Chrome/120.0          ← 客户端标识（服务器可据此返回适配内容）
Accept: text/html,application/xhtml+xml  ← 可接受的响应格式
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.9   ← 偏好的语言
Accept-Encoding: gzip, deflate    ← 支持的压缩格式
Connection: keep-alive            ← 保持连接（复用 TCP 连接）
Cookie: session_id=abc123         ← 身份凭证

💡 开发者顿悟：这不就是 API 吗？

一模一样！ 你平时写的 API 调用（fetch / axios）和浏览器访问网页，在 HTTP 层面完全是同一个东西。

它们都是发送一个请求，服务器返回一段文本数据。

  • 如果服务器给的是 HTML，浏览器就把它画出来（变成网页）。
  • 如果服务器给的是 JSON，你的代码就把它存起来（用于逻辑处理）。

根本就没有"两种"请求，只有同一种 HTTP 请求，只是返回的数据格式（Content-Type）不同而已。 这也是为什么理解了 HTTP，你就理解了 90% 的后端 API 原理。

如果你想深入学习 API 开发，请参考 API 章节。

常见 HTTP 方法：

  • GET：获取资源（安全、幂等，可被缓存）
  • POST：提交数据（创建资源，如注册、登录）
  • PUT：更新资源（完整替换）
  • PATCH：部分更新资源
  • DELETE：删除资源
  • HEAD：获取响应头（不返回主体，用于检查资源是否存在）

服务器返回 HTTP 响应：

http
HTTP/1.1 200 OK                   ← 协议版本 + 状态码 + 状态描述
Date: Mon, 23 May 2025 12:00:00 GMT  ← 服务器时间
Content-Type: text/html; charset=UTF-8  ← 内容类型和编码
Content-Length: 1234              ← 内容长度（字节）
Cache-Control: max-age=3600       ← 缓存策略
Set-Cookie: user_id=xyz789        ← 设置 Cookie

<!DOCTYPE html>...                ← 响应体（网页内容）

HTTP 状态码分类：

状态码类别含义生活类比
200成功请求成功处理"订单确认，马上发货"
301/302重定向资源已移动"本店搬家了，请去新店下单"
304未修改缓存仍有效"你上次买的还能用，不用重新发货"
400客户端错误请求格式错误"订单填写模糊，看不懂"
401未授权需要身份验证"请先出示会员卡"
403禁止访问权限不足"非内部人员禁止入内"
404未找到资源不存在"仓库里没这款商品"
500服务器错误服务器内部错误"仓库起火了，暂时发不了货"
502网关错误上游服务器无响应"总仓没货了，分仓也调不到"
503服务不可用服务器过载或维护"爆单了，暂停接单"

5. 浏览器渲染引擎 ​

核心问题

代码怎么变成画面？ 服务器发来的是枯燥的 HTML/CSS/JavaScript 代码，浏览器如何把它们变成丰富多彩的网页？

类比：拆箱与组装 ​

你终于收到了快递包裹（HTTP 响应），但打开一看，里面不是现成的家具，而是一堆零件（HTML）和一本组装说明书（CSS）。作为"买家"（浏览器），你需要亲自动手组装：

  1. 拆开包装：取出所有零件，核对清单（解析 HTML → DOM 树）。
  2. 阅读说明：看懂说明书，知道哪个零件该装哪、什么颜色（解析 CSS → CSSOM 树）。
  3. 分类整理：挑出需要组装的零件，扔掉包装泡沫（display: none），准备组装（构建渲染树）。
  4. 测量位置：用尺子量好房间尺寸，决定每个家具具体摆在哪（布局/回流）。
  5. 上色装饰：给家具刷漆、贴贴纸（绘制）。
  6. 最终展示：打扫干净，开灯展示（合成）。

实际过程：页面渲染流程 ​

浏览器收到的是 HTML/CSS/JavaScript 代码（枯燥的文本），但它要变成像素画面（精美的网页）。这个过程叫做渲染（Rendering），由浏览器的渲染引擎（如 Chrome 的 Blink、Safari 的 WebKit）执行。

步骤1：解析 HTML → 构建 DOM 树 (零件清单) ​

浏览器读取 HTML 字节流，将其解析为DOM（Document Object Model，文档对象模型）树。这就像把一堆散乱的零件整理成一个有层级关系的清单：

html

<div class="header">标题</div>
<div class="content">内容</div>
text
DOM 树结构：
Document
 └─ html
     └─ body
         ├─ div.header ("标题")
         └─ div.content ("内容")

步骤2：解析 CSS → 构建 CSSOM 树 (说明书) ​

浏览器解析所有的 CSS（内联、外部文件），构建CSSOM（CSS Object Model）树。这就像理解说明书上的样式规则：

css
.header {
  color: blue;
  font-size: 24px;
} /* 标题要是蓝色的 */
.content {
  display: none;
} /* 内容暂时隐藏 */

步骤3：合并 → 渲染树 (准备组装) ​

DOM 树 + CSSOM 树 = 渲染树 (Render Tree)。 关键点：只有"可见"的元素才会在渲染树中。

  • .header：在渲染树中（可见）。
  • .content：不在渲染树中（因为 display: none，就像被扔掉的包装纸，不需要组装）。

步骤4：布局 (Layout / Reflow) —— 测量尺寸 ​

浏览器计算渲染树中每个节点在屏幕上的精确坐标和大小。

  • "这个标题框宽 100px，高 50px，放在屏幕左上角 (0,0) 位置。"
  • 这个过程叫重排 (Reflow)。如果窗口大小变了（比如手机横屏），所有元素的位置都要重新计算，非常消耗性能。

步骤5：绘制 (Paint) —— 上色 ​

知道位置后，浏览器开始填充像素：画背景色、文字颜色、边框、阴影等。

步骤6：合成 (Composite) —— 最终展示 ​

现代浏览器会将页面分成多个图层 (Layers) 分别绘制（比如 3D 变换、滚动条独立图层），最后由 GPU 将它们像 Photoshop 图层一样叠加在一起，呈现在屏幕上。

💡 你知道吗？

布局和绘制是浏览器最忙碌的时候。网页里的元素越多、结构越复杂，浏览器就需要花更多时间来计算位置和上色。这就是为什么有的复杂网页打开会卡顿的原因。

5.5 页面生成方式：静态网站与动态网站 ​

🤔 核心问题

网页内容从哪里来？ 前面我们讲了浏览器如何渲染页面，但服务器上的 HTML 文件是怎么来的？是提前做好还是现做？

前面我们讲的都是浏览器如何"拆开包裹"——把服务器发来的 HTML/CSS/JS 渲染成页面。但你有没有想过一个问题：服务器上那个 HTML 文件是怎么来的？

答案是：有两种方式，这就是静态网站和动态网站的区别。

静态网站：提前做好、直接给你 ​

想象你去超市买饼干。货架上的饼干都是工厂已经生产好的，你直接拿走就行，不需要等。

静态网站就是这样的"成品"——网页在服务器上已经准备好了，你访问时服务器直接把现成的 HTML 文件发给你，不做任何额外处理。

特点：

  • ✅ 访问速度快（服务器直接发文件，不用计算）
  • ✅ 制作简单（写好 HTML 就能用）
  • ✅ 承载力强（可以用 CDN 分发，多少人访问都不怕）
  • ❌ 内容难更新（想改内容就要重新生成文件）

常见例子： 公司介绍页、产品文档、帮助中心、个人博客

动态网站：现点现做、每次不同 ​

这次想象你去餐厅点餐。厨师根据你的订单现做，你点宫保鸡丁不会给你上糖醋里脊。

动态网站就是你访问时才"现场制作"的页面——服务器收到你的请求后，去数据库查资料、计算数据，然后生成一个全新的 HTML 发给你。

特点：

  • ✅ 内容实时（购物车显示最新库存、新闻随时更新）
  • ✅ 因人而异（登录后看到你的个人信息）
  • ✅ 功能强大（搜索、评论、推荐、支付都能实现）
  • ❌ 访问速度慢（服务器需要时间计算）
  • ❌ 服务器压力大（同时很多人访问要排队）

常见例子： 淘宝、微博、在线银行、在线文档

需要服务器吗？ 动态网站确实需要某种"后端"来生成内容，但形式多样：

  • 传统服务器：自己买/租服务器（阿里云 ECS、AWS EC2）
  • Serverless：不用管服务器，云厂商帮你运行代码（AWS Lambda、阿里云函数计算、Cloudflare Workers）
  • 调用第三方 API：支付用 Stripe、天气用气象局 API，自己不写后端代码

💡 静动态结合

现在很多网站是"混合"的：网页主体是静态的，但某些部分（比如评论区、搜索框）是动态加载的。JavaScript 可以在页面加载后调用 API 获取数据，实现"静态页面 + 动态功能"。

静态网站与动态网站对比 ​

静态网站动态网站
怎么来的提前做好，存服务器上访问时现做
像什么超市货架上的商品餐厅现点的菜
速度快慢（需要计算）
能改内容吗难（要重新生成）容易（后台直接改）
适合做什么展示型内容（介绍页、文档）交互型应用（购物、社交）
典型例子公司官网、帮助文档淘宝、微信、在线银行

常见疑问 ​

Q: 静态网站是不是不能用 JavaScript？

当然不是！轮播图、折叠菜单、表单验证这些交互功能，静态网站都能用 JavaScript 实现。我们说的"静态""动态"，是指页面内容是不是提前准备好的，跟有没有交互功能是两回事。

Q: 动态网站一定要自己买服务器吗？

不一定。除了传统服务器，你还可以用 Serverless（云函数）、或者直接调用第三方 API。现在的趋势是"能不动服务器就不动"——用静态网站 + JavaScript 调用 API 的方式，既快又省成本。

💡 重要提示

无论静态网站还是动态网站，浏览器渲染的原理都是一样的！服务器发来的是什么，浏览器就渲染什么。区别只在于：

  • 静态网站：服务器发来的是"成品"
  • 动态网站：服务器发来的是"现做的"

作为前端开发者，你主要关注的是浏览器如何处理收到的内容，而不是服务器怎么生成的。

6. 总结：网络请求的完整过程 ​

🎉 学完本章，你应该能

  • 解释从输入网址到显示页面的完整流程
  • 理解 URL、DNS、TCP、HTTP 的作用和关系
  • 知道浏览器如何渲染页面
  • 区分静态网站和动态网站
  • 用生活化比喻向他人解释浏览器工作原理

让我们回顾整个旅程：

阶段技术术语网购类比核心任务关键技术
1. 解析URL 解析填写订单理解买家想买什么协议、域名、端口、路径、参数
2. 查询DNS 查询查仓库址找到店铺的发货仓库递归/迭代查询、缓存机制
3. 连接TCP 握手建立通道确保物流通畅三次握手、序列号、流量控制
4. 对话HTTP 交换仓库发货提交订单并收货请求方法、状态码、头部字段
5. 展示浏览器渲染拆箱组装把商品展示出来DOM、CSSOM、渲染树、布局、绘制

整个过程通常在几百毫秒内完成 —— 想想这有多么不可思议！

你的浏览器在不到1秒的时间里：

  • 解析了一个复杂的地址
  • 查询了分布在全球的 DNS 服务器
  • 和千里之外的服务器建立了可靠连接
  • 进行了一次完整的 HTTP 对话
  • 把枯燥的代码变成了精美的画面

这就是互联网的魅力：复杂的技术，简单的体验。

💡 进阶学习

如果你想深入了解某个环节，可以参考：

7. 名词速查表 (Glossary) ​

名词全称简单解释
URLUniform Resource Locator统一资源定位符。网页的"地址"，告诉浏览器去哪里找资源。
DNSDomain Name System域名系统。互联网的"电话簿"，把人类可读的域名转换成机器可读的 IP 地址。
IP 地址Internet Protocol Address互联网协议地址。每台联网设备的唯一"门牌号"，如 192.168.1.1。
TCPTransmission Control Protocol传输控制协议。确保数据可靠传输的"规则"，通过三次握手建立连接。
HTTPHyperText Transfer Protocol超文本传输协议。浏览器和服务器"对话"的规则。
HTTPSHTTP Secure安全的 HTTP。在 HTTP 基础上加了加密（TLS/SSL），保护数据安全。
HTMLHyperText Markup Language超文本标记语言。网页的"骨架"，定义内容的结构。
CSSCascading Style Sheets层叠样式表。网页的"皮肤"，定义内容的外观。
DOMDocument Object Model文档对象模型。浏览器把 HTML 转换成的树形结构，方便操作。
CSSOMCSS Object ModelCSS 对象模型。浏览器把 CSS 转换成的树形结构。
渲染Rendering浏览器把代码转换成屏幕像素的过程。
RTTRound Trip Time往返时间。数据包从发送到接收确认的时间，影响网页加载速度。

🎓 恭喜

现在当你再次在地址栏输入网址并按下回车时，你已经能看到屏幕背后的那个忙碌而精彩的数字世界了。

你理解了：

  • 为什么有时候网页打不开（DNS 解析失败、服务器宕机）
  • 为什么有的网页快、有的慢（网络延迟、服务器性能、页面复杂度）
  • 浏览器是如何把代码变成画面的（渲染管道）

这就是理解技术原理的价值 — 遇到问题时，你能知道从哪里找原因，而不是束手无策。