一、網絡請求原理簡述

1、用戶發起請求：用戶在瀏覽器輸下 URL 發起、點擊某連接或頁面發起、程序內自動發起 HTTP (S) 請求。

2、DNS 解析：當發起壹個 HTTP (S) 請求時，首先需要通過域名系統（DNS）查詢目標服務器的 IP 地址。瀏覽器會檢查本地緩存、操作系統緩存，然後是路由器緩存等，如果都沒有找到，則向 DNS 服務器發送查詢請求。

3、CDN 緩存檢查：如果請求被指向到 CDN 節點，該節點會首先檢查是否擁有請求資源的副本。如果有且未過期，則直接從 CDN 返回響應給客戶端，減少對源服務器的請求。若 CDN 沒有所需資源或資源已過期，則需要與源服務器建立 TCP 連接（對於 HTTPS 還需進行 SSL/TLS 握手）。

4、建立 TCP 連接：壹旦獲取到服務器的 IP 地址，客戶端和服務器之間將嘗試建立壹個 TCP 連接。這通常涉及三次握手的過程：

• 客戶端發送 SYN（同步序列編號）包到服務器。
• 服務器回應壹個 SYN-ACK（同步確認）包給客戶端。
• 客戶端再發送 ACK（確認）包給服務器，完成連接建立。

5、SSL/TLS 握手（對於 HTTPS）：如果是 HTTPS 請求，在 TCP 連接建立之後，還需要進行 SSL/TLS 握手來確保通信安全。此過程包括交換加密算法、驗證證書以及生成會話密鑰等步驟。

6、負載均衡：當請求到達源服務器時，可能經過負載均衡器來分配請求到不同的後端服務器上。負載均衡策略可以是基於輪詢、最少連接數、哈希算法等。

7、發送 HTTP 請求：連接建立後，客戶端會構造壹個 HTTP 請求報文並發送給服務器。請求報文包含請求行（方法、URI、版本）、請求頭部（如 Host、User-Agent 等）以及可選的請求體（例如 POST 請求的數據）。

8、服務器處理請求：服務器接收到請求後，根據請求中的信息決定如何響應。它可能會讀取數據庫、執行業務邏輯等操作，最終構造壹個 HTTP 響應報文返回給客戶端。

9、處理重定向：客戶端接收到重定向響應後，會根據響應中的新位置信息發起新的請求。這個過程可能涉及多次重定向，直到獲取最終的資源位置。

10、接收 HTTP 響應：客戶端接收到響應後，開始解析響應報文，提取狀態碼、響應頭和響應體。根據這些信息，瀏覽器可以決定如何處理響應內容（比如渲染 HTML 頁面）。

11、關閉連接：最後，根據 HTTP 協議版本和請求頭中指定的信息（如 Connection: close），客戶端和服務器可以選擇關閉 TCP 連接或者保持連接以供後續請求使用。

二、網絡性能應該如何優化

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1、尋找優化的方向1.1、網絡優化主要從圍繞速度、弱網絡、安全這三方面進行優化，打造快速穩定安全的高質量網絡，可能還需要關註網絡請求造成的耗電、流量等問題；◦ 速度：在網絡正常或者良好的時候，怎樣更好地利用帶寬，進壹步提升網絡請求速度；◦ 弱網絡：移動端網絡復雜多變，在出現網絡連接不穩定的時候，怎樣最大程度保證網絡的連通性；◦ 安全：網絡安全不容忽視，怎樣有效防止被第三方劫持、竊聽甚至篡改；1.2、我們可以網絡請求的原理，分析壹次網絡請求的過程，梳理發現問題或優化的方向，如下圖所示，關鍵節點包括 DNS 解析、建立鏈接等去尋找優化點...

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2、原生應用優化

2.1、DNS 解析優化：使用 HTTPDNS 代替傳統 DNS，基本原理如下：

1、發起請求：移動應用通過內置的 HTTPDNS SDK 發起域名解析請求

2、HTTP 通道傳輸：解析請求通過 HTTP/HTTPS 協議發送到 HTTPDNS 服務器，繞過運營商 DNS 系統

3、權威查詢：HTTPDNS 服務器向權威 DNS 服務器查詢域名解析結果

4、獲取結果：權威 DNS 服務器返回準確的 IP 地址給 HTTPDNS 服務器

5、返回客戶端：HTTPDNS 服務器將 IP 地址通過 HTTP 響應返回給客戶端

6、本地緩存：客戶端緩存解析結果，減少重復請求

7、直接連接：應用使用獲取到的 IP 地址直接連接目標服務器，避免 DNS 劫持和汙染

與傳統 DNS 解析相比，HTTPDNS 通過 HTTP 協議傳輸解析請求，有效避免了運營商 DNS 劫持、解析錯誤和跨網訪問慢等問題。基本流程和原理如下圖所示：

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2.2、優化連接復用

在網絡建立鏈接的過程中，網絡庫並不會立刻把連接釋放，而是放到連接池中。這時如果有另壹個請求的域名和端口是壹樣的，就直接拿出連接池中的連接進行發送和接收數據，少了建立連接的耗時。

這裏我們利用 HTTP 協議裏的 keep-alive，而 HTTP/2.0 的多路復用則可以進壹步的提升連接復用率。它復用的這條連接支持同時處理多條請求，所有請求都可以並發在這條連接上進行。



2.3、減少數據傳輸量

流行的兩種數據序列化方式是 JSON 和 Protocol Buffers。Protocol Buffers 使用起來更加復雜壹些，但在數據壓縮率、序列化與反序列化速度上面都有很大的優勢。另外壹方面是壓縮算法的選擇，通用的壓縮算法主要是如 gzip，Google 的 Brotli 或者 Facebook 的 Z-standard 都是壓縮率更高的算法。針對圖片我們可以使用 webp、hevc、SharpP 等壓縮率更高的格式。

通過以上方式減少數據傳輸量，提升傳輸速度。

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三、Web 頁面優化

3.1、主要分析指標

使用 Performance 指標分析用戶體驗，window.performance 接口記錄了壹次網頁加載全過程中每個生命周期的指標，如下圖所示。但 Performance 指標有壹定局限性。

3.2、加載速度優化

CDN 加速：CDN 內容分發網絡（Content Delivery Network），解決跨地域跨運營商網絡性能問題，提供穩定快速的加速服務，基於 IP 網絡和緩存服務器構建，通過全局負載均衡技術將用戶請求導向距離最近的服務節點，減少網絡擁塞和延遲‌。當用戶請求這些資源（如圖片、CSS、JavaScript 文件等）緩存到離用戶最近的節點上時，可以直接從最近的 CDN 節點獲取，而無需每次都回源到原始服務器，從而顯著減少網絡延遲和帶寬消耗，提高加載速度。可以通過監控和分析 CDN 性能指標，可以及時發現並解決潛在的網絡性能問題，如緩存未命中、節點負載過高等。簡單原理示意圖如下：

四、小結

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網絡性能優化是壹個涉及整個網絡鏈路的過程，包括物理鏈路和雲端優化。要保證應用業務整體網絡的速度、穩定性和用戶體驗，不僅需要關註大前端網絡架構和優化，更重要的是服務端和雲端的整體架構支持。服務端需考慮高可靠（備用、集群、限流）、高性能（擴展、DNS、CDN）、高安全（SSL、風控機制）等方面。

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