&#google.com&# を入力するとどうなりますか?

ブラウザに「google.com」と入力してから見慣れた検索ページが表示されるまでのほんの一瞬の間に起こる一連の複雑なイベントについて疑問に思ったことはありますか?この詳細な調査では、Web テクノロジー、ネットワーキング プロトコル、オンライン エクスペリエンスを可能にするデータの複雑なダンスの魅力的な世界を明らかにします。

1. 旅の始まり: ブラウザとオペレーティング システム

1.1 ブラウザの最初のステップ

「google.com」と入力して Enter キーを押すと、ブラウザが動作します。

1. URL 解析: ブラウザはまず、入力された URL を分析します。これは、プロトコル (この場合、暗黙の「http://」または「https://」)、ドメイン名 (「google.com」)、および追加のパスまたはクエリ パラメーター (この単純な例では何もありません) を識別します。 .

2. HSTS チェック: Google などのセキュリティを重視した Web サイトの場合、ブラウザは HTTP Strict Transport Security (HSTS) リストをチェックします。 google.com がこのリストに含まれている場合 (そのとおりです)、ブラウザはリクエストを HTTPS に自動的にアップグレードします。

3. キャッシュ チェック: ネットワークに接続する前に、ブラウザはローカル キャッシュをチェックします。このキャッシュには、以前の訪問からの情報が保存されます。

   • DNS キャッシュ: google.com に関連付けられた IP アドレス
   • リソース キャッシュ: HTML、CSS、JavaScript ファイル、Google ホームページの画像

これらのいずれかが見つかり、まだ有効である (有効期限が切れていない) 場合、ブラウザは次の手順の一部をスキップできます。

1.2 オペレーティングシステムの役割

ブラウザはキャッシュ内に必要な情報が見つからない場合、オペレーティング システム (OS) に助けを求めます。

1. Hosts ファイル チェック: OS は最初にローカルの「hosts」ファイルを調べます。このファイルはドメイン名を IP アドレスにマップし、DNS ルックアップをバイパスする可能性があります。ただし、ほとんどのユーザーにとって、google.com はこのファイルには含まれません。

2. DNS クライアント キャッシュ: OS は、ブラウザーとは別に独自の DNS キャッシュを維持します。次にここをチェックします。

3. リゾルバー構成: IP がローカル キャッシュにない場合、OS は DNS サーバーに問い合わせる準備をします。ネットワーク構成を読み取り、クエリする DNS サーバー (通常はインターネット サービス プロバイダーによって提供されるか、手動で設定されます) を見つけます。

2. DNS 解決: Google のアドレスを見つける

google.com の IP アドレスがキャッシュされていない場合は、ドメイン ネーム システム (DNS) に依頼して、人間が読める「google.com」をマシンが使用できる IP アドレスに変換する必要があります。

2.1 DNS 階層

DNS は階層構造で構成されています:

1. ルートサーバー: 階層の最上位。彼らは、.com、.org、.net などのトップレベル ドメイン (TLD) の権威サーバーの場所を知っています。

2. TLD サーバー: これらのサーバーは、TLD に登録されているすべてのドメインについて知っています。 .com TLD サーバーは google.com について認識しています。

3. 権威ネーム サーバー: これらは、IP アドレスを含む特定のドメインに関するすべてを把握する責任があります。

2.2 DNS クエリのプロセス

1. 再帰リゾルバー: ISP の DNS サーバー (または別の構成されたリゾルバー) が google.com のクエリを受信します。キャッシュされた回答がない場合は、再帰的なプロセスが開始されます:

• ルートサーバーに .com について質問します
• ルート サーバーは .com TLD サーバーを参照します
• .com TLD サーバーに google.com について質問します
• .com サーバーは、Google の権威ネーム サーバーを参照します
• Google のネームサーバーに google.com の IP を要求します
• Google のネームサーバーは IP アドレスで応答します

1. キャッシュ: このプロセスの各ステップにはキャッシュが含まれる場合があるため、すべての行程が必ずしも必要というわけではありません。リゾルバーは、通常、Google によって指定された時間 (Time To Live、つまり TTL) の間、最終結果をキャッシュします。

2. 負荷分散: Google のような大規模なサービスは、複数の IP アドレスを返すことがよくあります。これにより、負荷分散が可能になり、信頼性が向上します。

2.3 DNS ルックアップの例

DNS ルックアップが次の (単純化された) 結果を返したとします:

google.com.     300    IN    A     172.217.167.78

これは次のことを意味します:

• ドメインは google.com です
• レコードには 300 秒 (5 分) の TTL があります
• これはインターネット (IN) レコードです
• これはアドレス (A) レコード タイプです
• IP アドレスは 172.217.167.78 です

3. 接続の確立: TCP/IP

Google の IP アドレスがわかったので、接続を確立します。

3.1 The TCP/IP Stack

1. Application Layer: Your browser operates here, using HTTP(S) to communicate.

2. Transport Layer: TCP is used here to ensure reliable, ordered delivery of data.

3. Internet Layer: IP is used to route packets between networks.

4. Link Layer: This handles the physical transmission of data, whether over Ethernet, Wi-Fi, cellular networks, etc.

3.2 The TCP Handshake

To establish a connection, a three-way handshake occurs:

1. SYN: Your computer sends a SYN (synchronize) packet to Google's server.
2. SYN-ACK: Google's server responds with a SYN-ACK packet.
3. ACK: Your computer sends an ACK (acknowledge) packet back.

This process establishes sequence numbers for the conversation, ensuring packets can be properly ordered and any lost packets can be detected and retransmitted.

3.3 TLS Handshake

For HTTPS connections (which Google uses), an additional TLS (Transport Layer Security) handshake occurs:

1. Client Hello: Your browser sends supported SSL/TLS versions, cipher suites, and a random number.
2. Server Hello: The server chooses the SSL/TLS version and cipher suite, sends its certificate, and another random number.
3. Authentication: Your browser verifies the server's certificate with a trusted Certificate Authority.
4. Key Exchange: A secure symmetric key is established for encrypting the session.

4. HTTP Request: Asking for the Page

With a secure connection established, your browser sends an HTTP GET request for the Google homepage.

4.1 Example HTTP Request

GET / HTTP/2
Host: www.google.com
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64; rv:89.0) Gecko/20100101 Firefox/89.0
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/webp,*/*;q=0.8
Accept-Language: en-US,en;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate, br
Connection: keep-alive
Upgrade-Insecure-Requests: 1

This request includes:

• The method (GET) and path (/) we're requesting
• The HTTP version (HTTP/2)*
• Various headers providing information about the browser and its capabilities *Note: HTTP/2 refers to HTTPS only, not the http connection. This request is sent over an already-established HTTPS connection, even though the headers don't explicitly mention HTTPS.

5. Server Processing: Google Responds

Google's servers receive this request and process it. This might involve:

1. Load Balancing: Distributing the request among many servers.
2. Application Servers: Running code to generate a response.
3. Database Queries: Fetching personalized data or search suggestions.
4. Caching: Retrieving pre-generated content when possible.

6. HTTP Response: Sending the Page

Google's server sends back an HTTP response, which might look something like this:

HTTP/2 200 OK
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Date: Sat, 21 Sep 2024 12:00:00 GMT
Expires: Sat, 21 Sep 2024 12:00:00 GMT
Cache-Control: private, max-age=0
Server: gws
X-XSS-Protection: 0
X-Frame-Options: SAMEORIGIN
[... other headers ...]

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>Google</title>
    [... rest of the HTML ...]
  </head>
  <body>
    [... body content ...]
  </body>
</html>

This response includes:

• Status code (200 OK)
• Various headers providing metadata about the response
• The HTML content of the page

7. Rendering: Bringing the Page to Life

Your browser now has the HTML content and begins rendering the page:

1. Parsing HTML: The browser parses the HTML, creating the Document Object Model (DOM).

2. Requesting Additional Resources: As it encounters links to CSS, JavaScript, images, etc., it sends additional HTTP requests for these resources.

3. Parsing CSS: The browser parses CSS and applies styles to the DOM elements, creating the CSS Object Model (CSSOM).

4. Executing JavaScript: The browser executes JavaScript, which can modify the DOM and CSSOM.

5. Rendering: The browser uses the final DOM and CSSOM to render the page on your screen.

Conclusion

What seems like a simple action—typing "google.com" and pressing Enter—actually involves a complex series of steps, from DNS lookups and network protocols to server-side processing and client-side rendering. This intricate dance happens in mere milliseconds, showcasing the incredible engineering that powers our online experiences.

Understanding these processes not only satisfies our curiosity but also helps web developers and IT professionals optimize websites, troubleshoot issues, and build more efficient and secure web applications. The next time you navigate to a website, take a moment to appreciate the technological marvels working behind the scenes to bring the web to your screen!

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Images in this blog are AI generated.

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以上が&#google.com&# を入力するとどうなりますか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。