Webブラウザでwww.example.comを入力しWebサイトが表示されるまでの流れを説明する

ブラウザにwww.example.comを打ち込んだとき、裏側では何が行われているか

クライアントがクライアントPCのWebブラウザにURLを入力する
URLに含まれるドメインをDNSサーバに問い合わせる
DNSサーバでドメインからIPアドレスを特定する
DNSサーバからIPアドレスが送信される
取得したIPアドレスのWebサーバにデータを要求
Webサーバは要求した内容に応じて、保存しているコンテンツ(HTML,CSS,画像など)を返す
Webサーバから返されたデータをWebブラウザで表示する

www.rworks.jp

ブラウザからDNSサーバに問い合わせる前にやっていること

クライアントPCがブラウザのキャッシュに「www.example.com」のIPアドレスが残っているか調べに行く
ブラウザにキャッシュが残っていない場合はhostsファイルを調べにいく
Windows:C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
CentOS:/etc/hosts

Webページがブラウザに表示されるまでに何が起こるのか？

DNSサーバに問い合わせてIPアドレスを受け取るまでを深堀する

DNSサーバに問い合わせてwww.example.comのIPアドレスを取得する順番

クライアントPCがDNSキャッシュサーバに「www.example.com」のIPアドレスは何か問い合わせをする
1. ブラウザがクライアントPCのOSとして備わっている機能のスタブリゾルバを呼び出す
2. スタブリゾルバがDNSのキャッシュサーバに「www.example.com」のIPアドレスは何か問い合わせをする
キャッシュサーバがルートサーバへ「www.example.com」のIPアドレスは何か問い合わせをする
ルートサーバがキャッシュサーバへ「com」の情報を管理するDNSサーバのいずれか(a.dns.com, b.dns.com, ...)に問い合わせるよう回答する
キャッシュサーバが回答の中から1つ選んだ「com」のDNSサーバに「www.example.com」のIPアドレスは何か問い合わせをする
「com」のDNSサーバはキャッシュサーバに「example.com」のDNSサーバの情報を回答する
キャッシュサーバが回答の中から1つ選んだ「example.com」のDNSサーバに「www.example.com」のIPアドレスは何か問い合わせをする
「example.com」のDNSサーバはキャッシュサーバに「www.example.com」のIPアドレスを回答する
キャッシュサーバはクライアントPCにIPアドレスの情報を回答する

JPNICの記事で紹介している「名前解決の仕組み」が分かりやすい

www.nic.ad.jp

キャッシュサーバがすでに「www.example.com」のIPアドレスを得ている場合(DNSサーバからIPアドレスを得た場合)

キャッシュサーバがスタブブラウザに問い合わせの結果を返す
スタブリゾルバが受け取ったIPアドレスを取り出し、ブラウザから指定されているメモリ領域に書き込む

インターネット10分講座：DNSキャッシュ - JPNIC

【図解】ドメインとは？をわかりやすく解説します - カゴヤのサーバー研究室

キャッシュを使う

クライアントPCがすでにwww.example.jpのIPアドレス情報を取得している場合、そのIPアドレスを用いてWebサーバにデータを要求する

キャッシュサーバがwww.example.jpのIPアドレス情報を取得している場合、クライアントPCはキャッシュサーバに対して問合せし、IPアドレスを取得する

WebブラウザとWebサーバとのやり取りを深堀する

WebブラウザがWebサーバに対してTCPのコネクションを確立する
Webブラウザが該当するIPアドレスのWebサーバにHTTPリクエストを送信してWebページのデータを要求
Webサーバが受信したHTTPリクエストを解析
WebサーバがWebブラウザに要求されたデータをHTTPレスポンスとして送信
Webブラウザが受信したデータを解析してWebページとして表示

Webサーバとは、Webアクセスの仕組み

TCPのコネクション(3 way handshake)

コネクションを確立する。

接続元が接続先へ通信路を確保するために、データ転送の許可要求を出す「SYN(シン)：1, ACK(アック)：0」のパケット
接続先が接続元に許可と許可要求を出す「SYN：1, ACK：1」のパケット
接続元が接続先に許可を出す「SYN：0, ACK：1」のパケット

図にすると以下のようになる。

-----

　　　ノード1　　　　　　　　　　ノード2

　　　CLOSED　　　　　　　　　　LISTEN　　　

　　　　　　　　－－－SYN－－＞

　　SYN_SENT

　ESTABLISHED　＜－ACK+SYN－－

　　　　　　　　　　　　　　　　　SYN_RCV

　　　　　　　　－－－ACK－－＞　ESTABLISHED

-----

コマンドでTCPコネクションを確立すると以下のようになる。

sudo tcpdump host www.example.com and port 80

このやり取りをすますと、PC上でESTABLISHEDという状態になる。

ネットワークの接続一覧は「netstat」コマンドで表示できる。

https://wa3.i-3-i.info/word15428.html

【TCP】コネクションの確立までの道のり - Qiita

※終了するときはコネクションを切断する

TCPのフラグ(コントロールフラグ)

URG(Urgent)：緊急に処理すべきデータが含まれている

ACK(Acknowledgement)：確認応答番号のフィールドが有効であること

PSH(Push)：受信したデータをバッファリングせず、アプリケーションに渡す

RST(Reset)：コネクションが強制的に切断されること

SYN(Synchronize)：コネクションの確立を要求する

FIN(Fin)：コネクションの正常終了を要求する

TCP/IP - TCPとは - TCPヘッダ

Webサーバとのやりとりを深堀する

TCPコネクションを確立する

通常はHTTPのウェルノウンポートの80番(HTTPSであれば443番)を指定し接続を要求する

HTTP接続が可能になったら、WebサーバはURLで指定されたファイルなどのリソースを取得しクライアントに返信する

メモ

URLとドメイン

http://www.example.co.jp

ホスト名：www

ドメイン名：example.co.jp

FQDN：www.example.co.jp

jp：トップレベルドメイン

co：セカンドレベルドメイン

example：サードレベルドメイン

ドメイン名はどの部分？｜ドメイン基礎知識｜Zenlogic - 株式会社IDCフロンティアのレンタルサーバー

ホスト名とIPアドレスの例

ホスト名：www.google.co.jp

IPアドレス：172.217.161.67

私はサポートエンジニアになりたい

元教師・現開発エンジニアの挑戦