输入URL到网页显示中间发生了什么

1.精简版回答：

当浏览器输入 URL 后，整个流程大致如下：

URL 解析：浏览器解析 URL，提取协议、主机名、端口和路径信息。
DNS 解析：通过本地缓存或 DNS 查询将域名解析为目标服务器的 IP 地址。
建立 TCP 连接（三次握手）：使用解析到的 IP 地址，通过 TCP 协议与目标服务器建立连接。
IP 层处理与路由寻址：TCP 报文封装进 IP 数据报，由 IP 层根据路由表选择路径发往目标地址。
MAC 地址解析（ARP）：在局域网内，IP 包需映射为 MAC 地址；若未知则发起 ARP 请求获取目标或网关 MAC。
发送 HTTP 请求：建立连接后，浏览器发送 HTTP 请求获取网页资源。
服务器响应：服务器处理请求后返回响应（状态码、响应头和响应体）。
浏览器渲染页面：浏览器解析 HTML，构建 DOM，加载 CSS、JS 等资源，并渲染最终页面。
TCP 连接断开（四次挥手）：页面加载完成后，TCP 连接被释放。

时序图

2.DNS解析过程

假设访问 www.example.com，但系统没有缓存，DNS 会经历以下步骤：

2.1 详细过程

1. 浏览器缓存查询

浏览器会先查自己的 DNS 缓存（上次解析过的域名-IP 记录）

2. 操作系统缓存查询

若浏览器无缓存，会查询本地操作系统缓存（如 Windows 的 DNS Client）

3. hosts 文件

如果缓存无命中，操作系统会查 hosts 文件（静态配置域名-IP 对应）

4. 本地 DNS 服务器查询（递归开始）

若本地都查不到，系统向配置的 本地 DNS（递归解析器） 发起请求
一般是运营商或公共 DNS（如 114.114.114.114 / 8.8.8.8）

本地 DNS 执行“递归查询”过程：

4.1 根域名服务器（Root Server）

本地 DNS 向 根服务器 请求 .com 的解析方式
根服务器返回 .com 顶级域服务器的 IP

4.2 顶级域服务器（TLD Server）

本地 DNS 向 .com 服务器请求 example.com 的信息
TLD 返回 example.com 的权威 DNS 服务器地址

4.3 权威 DNS 服务器（Authoritative Server）

本地 DNS 向权威 DNS 请求 www.example.com 的 A 记录
返回对应 IP，如 93.184.216.34

5. 结果返回并缓存

本地 DNS 把解析结果返回给操作系统
操作系统返回给浏览器
同时结果会被浏览器、操作系统、本地 DNS 分别缓存（通常 60~86400 秒）

2.2 精简版回答：

DNS 解析的过程是将域名转换为 IP 地址，通常包括以下步骤：

浏览器先查本地缓存；
如果缓存没有，操作系统会查 hosts 文件，再向配置的本地 DNS 服务器发起请求；
本地 DNS 服务器采用递归方式查询，过程如下：
- 向根服务器查询 → 得到顶级域服务器地址
- 向顶级域服务器查询 → 得到权威 DNS 地址
- 向权威 DNS 查询 → 得到目标域名的 IP 地址
本地 DNS 把解析结果返回给客户端，并缓存以加速后续解析。

如果使用 CDN，还可能解析出 CNAME，再继续查询其对应的 A 记录。

整个过程基于 UDP（53端口），但若响应过大或需可靠性，则会使用 TCP。

2.3 DNS递归解析图示

DNS递归解析

3.DNS 用的是哪种协议？为什么？

DNS 默认使用的是 UDP 协议（端口 53），因为 DNS 查询本身数据量很小、请求响应模型简单，而且 UDP 无需连接建立，效率更高，适合高并发和实时性强的域名解析场景。

但在以下情况下 DNS 会使用 TCP：

响应过大导致 UDP 被截断（TC 位被置位）；
主辅 DNS 区域传输；
启用安全传输（如 DNS over TLS）；
或服务端强制 TCP 连接以防攻击等。

UDP 是无连接的，因此不需要三次握手和四次挥手。如果切换为 TCP，则会使用完整的连接建立与关闭流程。

4.CNAME 出现在 DNS 查询的哪个阶段？它会被缓存吗？

CNAME（Canonical Name）记录用于将一个域名设置为另一个域名的别名，它本身不指向 IP 地址，而是跳转去解析目标域名的 IP。
比如，www.example.com 设置为 CNAME 指向 example.com，那么解析请求会被转向后者，最终返回 IP 地址。
CNAME 的主要作用是统一域名解析管理、接入 CDN 或服务提供商系统等。但它有两个限制：

不能用于根域名；
设置 CNAME 的域名不能再配置其他记录（如 A、MX 等）。

解析 CNAME 时客户端需要多一次 DNS 查询跳转，但带来的灵活性和管理便利在实际生产环境中非常常见和重要。

CNAME 是一种由权威 DNS 服务器返回的记录类型，表示某个域名是另一个域名的别名。它不会出现在操作系统或 hosts 缓存中，而是在 DNS 查询过程中由权威服务器返回。
当本地 DNS 服务器收到 CNAME 记录时，它会继续递归查询被指向的域名，直到最终解析出 IP 地址（A 或 AAAA 记录），然后把结果返回给客户端。
结果包括原始 CNAME 和最终的 IP 地址，一起缓存到本地 DNS 中，以加快后续解析。

5.IP 协议的主要作用是什么？

IP 协议工作在 OSI 网络层，主要负责逻辑寻址与数据包的路由转发。它为网络中的每个设备分配唯一的 IP 地址，并将上层（如 TCP/UDP）传下来的数据封装为 IP 数据包。
IP 协议的核心职责包括：

提供逻辑地址（源 IP、目标 IP）用于通信寻址；
根据路由表选择下一跳，跨网络转发数据包；
若数据包过大，负责分片与接收端重组；
控制 TTL 防止路由环路；
配合 ICMP 报文反馈网络错误信息。

需要注意的是，IP 协议是无连接、尽力而为的，它不保证数据一定送达、也不保证顺序，可靠性由上层协议（如 TCP）来处理。

6.有了IP协议为什么还要存在MAC协议，它的存在必要性是什么？

IP 协议虽然提供了逻辑寻址（跨网络识别设备），但在真实的物理网络中，数据最终还是要通过链路层（如以太网）进行传输。而链路层不认识 IP 地址，它只通过 MAC 地址进行数据帧的收发。

MAC 地址的存在是因为网络通信中：

链路层负责点到点传输
- 网络中的数据必须以帧的形式从一台设备“准确送达”到另一台设备；
- 而帧的目标只能是设备的 MAC 地址，这才是真实网络中实际传输使用的地址。
- MAC头部是每跳更新
IP 地址不适用于物理传输
- IP 是逻辑地址，不固定，可能动态变化（如 DHCP）；
- 但物理设备识别和收发数据，需要固定的唯一标识（MAC）；
- 路由器在不同子网间转发包时会重写帧头中的 MAC 地址，但保留 IP 地址不变。
MAC + IP 分层设计更灵活
- 这种分层使得 IP 层关注逻辑路由、寻址；
- MAC 层负责局部帧传输，分离职责，便于扩展（如 VLAN、ARP、广播隔离等）；
- 如果 IP 直接负责物理传输，那每个网络设备都要感知整个链路细节，会极度复杂。