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如何保证页面被完整的送达浏览器

时间:2020-12-19 13:20:59      阅读:1      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:访问   不同   浏览器   断开连接   组成   网络   握手   toc   通信协议   

在衡量 Web 页面性能的时候有一个重要的指标叫“FP(First Paint)”,是指从页面加载到首次开始绘制的时长

那什么影响 FP 指标呢?其中一个重要的因素是网络加载速度。

要想优化 Web 页面的加载速度,你需要对网络有充分的了解。而理解网络的关键是要对网络协议有深刻的认识

Web 世界中的 TCP/IP 是如何工作的

在网络中,一个文件通常会被拆分为很多数据包来进行传输,而数据包在传输过程中又有很大概率丢失或者出错。那么如何保证页面文件能被完整地送达浏览器呢?

互联网中的数据是通过数据包来传输的。如果发送的数据很大,那么该数据就会被拆分为很多小数据包来传输。比如你现在听的音频数据,是拆分成一个个小的数据包来传输的,并不是一个大的文件一次传输过来的

数据包要在互联网上进行传输,就要符合网际协议(Internet Protocol,简称 IP)标准。互联网上不同的在线设备都有唯一的地址,地址只是一个数字,这和大部分家庭收件地址类似,你只需要知道一个家庭的具体地址,就可以往这个地址发送包裹,这样物流系统就能把物品送到目的地。计算机的地址就称为 IP 地址,访问任何网站实际上只是你的计算机向另外一台计算机请求信息。如果要想把一个数据包从主机 A 发送给主机 B,那么在传输之前,数据包上会被附加上主机 B 的 IP 地址信息,这样在传输过程中才能正确寻址。额外地,数据包上还会附加上主机 A 本身的 IP 地址,有了这些信息主机 B 才可以回复信息给主机 A。


下面我们一起来看下一个数据包从主机 A 到主机 B 的旅程:
上层将含有“极客时间”的数据包交给网络层;
网络层再将 IP 头附加到数据包上,组成新的 IP 数据包,并交给底层;
底层通过物理网络将数据包传输给主机 B;
数据包被传输到主机 B 的网络层,在这里主机 B 拆开数据包的 IP 头信息,并将拆开来的数据部分交给上层;
最终,含有“极客时间”信息的数据包就到达了主机 B 的上层了。


IP 是非常底层的协议,只负责把数据包传送到对方电脑,但是对方电脑并不知道把数据包交给哪个程序,是交给浏览器还是交给王者荣耀?因此,需要基于 IP 之上开发能和应用打交道的协议,最常见的是“用户数据包协议(User Datagram Protocol)”,简称 UDP。

UDP 中一个最重要的信息是端口号,端口号其实就是一个数字,每个想访问网络的程序都需要绑定一个端口号。通过端口号 UDP 就能把指定的数据包发送给指定的程序了,所以 IP 通过 IP 地址信息把数据包发送给指定的电脑,而 UDP 通过端口号把数据包分发给正确的程序。

下面我们一起来看下一个数据包从主机 A 旅行到主机 B 的路线:
上层将含有“极客时间”的数据包交给传输层;
传输层会在数据包前面附加上 UDP 头,组成新的 UDP 数据包,再将新的 UDP 数据包交给网络层;
网络层再将 IP 头附加到数据包上,组成新的 IP 数据包,并交给底层;
数据包被传输到主机 B 的网络层,在这里主机 B 拆开 IP 头信息,并将拆开来的数据部分交给传输层;
在传输层,数据包中的 UDP 头会被拆开,并根据 UDP 中所提供的端口号,把数据部分交给上层的应用程序;
最终,含有“极客时间”信息的数据包就旅行到了主机 B 上层应用程序这里。

在使用 UDP 发送数据时,有各种因素会导致数据包出错,虽然 UDP 可以校验数据是否正确,但是对于错误的数据包,UDP 并不提供重发机制,只是丢弃当前的包,而且 UDP 在发送之后也无法知道是否能达到目的地。虽说 UDP 不能保证数据可靠性,但是传输速度却非常快,所以 UDP 会应用在一些关注速度、但不那么严格要求数据完整性的领域,如在线视频、互动游戏等

TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

相对于 UDP,TCP 有下面两个特点:
对于数据包丢失的情况,TCP 提供重传机制;
TCP 引入了数据包排序机制,用来保证把乱序的数据包组合成一个完整的文件。

一个完整的 TCP 连接的生命周期包括了“建立连接”“传输数据”和“断开连接”三个阶段。
首先,建立连接阶段。这个阶段是通过“三次握手”来建立客户端和服务器之间的连接。TCP 提供面向连接的通信传输。面向连接是指在数据通信开始之前先做好两端之间的准备工作。所谓三次握手,是指在建立一个 TCP 连接时,客户端和服务器总共要发送三个数据包以确认连接的建立。
其次,传输数据阶段。在该阶段,接收端需要对每个数据包进行确认操作,也就是接收端在接收到数据包之后,需要发送确认数据包给发送端。所以当发送端发送了一个数据包之后,在规定时间内没有接收到接收端反馈的确认消息,则判断为数据包丢失,并触发发送端的重发机制。同样,一个大的文件在传输过程中会被拆分成很多小的数据包,这些数据包到达接收端后,接收端会按照 TCP 头中的序号为其排序,从而保证组成完整的数据。
最后,断开连接阶段。数据传输完毕之后,就要终止连接了,涉及到最后一个阶段“四次挥手”来保证双方都能断开连接。


总结好了,这一节就到这里,下面我来做一个简单的总结。

互联网中的数据是通过数据包来传输的,数据包在传输过程中容易丢失或出错。

IP 负责把数据包送达目的主机。

UDP 负责把数据包送达具体应用。

而 TCP 保证了数据完整地传输,它的连接可分为三个阶段:建立连接、传输数据和断开连接。

如何保证页面被完整的送达浏览器

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