Что происходит, когда ты открываешь веб-страницу

При круговой задержке 50 мс странице HTTPS нужно не меньше 4 кругов, 200 мс, до первого байта HTML. HTTP/3 убирает один.

Семь сорок утра. Ученик в переполненной электричке нажимает по мобильному интернету на ссылку со школьным меню обедов, и через мгновение появляется сегодняшнее меню. (Сцена придумана.) За это мгновение телефон сделал всё из пяти прошлых уроков: поиск DNS, соединение TCP, зашифрованный сеанс и запрос HTTP, на который пришёл ответ с кодом состояния. Пройди этот путь вместе с телефоном и посчитай ожидания.

Сначала телефон читает ссылку

Допустим, ссылка https://www.example.com/index.html. MDN разбирает URL на части. https является схемой: использовать HTTP через зашифрованное соединение TLS на порте 443, если не указан другой порт. www.example.com является хостом, именем, которое DNS превратит в адрес. /index.html является путём, ресурсом, который запрашивают на этом сервере. Ещё URL может содержать запрос после вопросительного знака и фрагмент после решётки. Фрагмент указывает на место внутри страницы и никогда не отправляется на сервер.

Четыре круга до первого байта

Время, за которое сообщение доходит до сервера и возвращается ответ, называется круговой задержкой (RTT). Посчитай круги, и станет видно, откуда берётся ожидание. Первый: если имени нет в кэше, поиск DNS стоит примерно одного круга до резолвера. Второй: рукопожатие TCP, SYN туда и SYN-ACK обратно. Третий: TLS 1.3 (RFC 8446) договаривается о ключах за один круг, и последнее сообщение рукопожатия клиента может уйти вместе с запросом HTTP. Четвёртый: запрос уходит, ответ возвращается. При RTT 50 мс до первого байта меню проходит 200 мс, даже если сервер отвечает мгновенно.

HTTP/3 (RFC 9114) работает на QUIC (RFC 9000) вместо TCP. QUIC работает поверх UDP и устанавливает соединение и ключи TLS одновременно, поэтому отдельный круг TCP исчезает: DNS, один круг рукопожатия, потом запрос, всего три. Обычный HTTP на порте 80 пропускает TLS и тоже требует трёх, но тогда любой на пути, например тот, кто управляет Wi-Fi в кафе, может прочитать или изменить страницу. Замок в адресной строке означает, что соединение с этим доменом зашифровано. Он не означает, что сам сайт честный.

Меню приходит с числом впереди

Ответ начинается с трёхзначного кода состояния. RFC 9110 группирует коды по первой цифре: 1xx информационные, 2xx успех, 3xx перенаправление, 4xx ошибка клиента и 5xx ошибка сервера. Чаще всего встречаются 200 OK, 301 Moved Permanently (у страницы новый адрес), 404 Not Found и 500 Internal Server Error. Если бы школа перенесла страницу с меню, телефон сначала получил бы 301, а потом спросил снова по новому адресу. 404 означает, что сервер ответил, но по этому пути у него ничего нет, то есть сама сеть работала.

Одна страница, много файлов

HTML редко является всей страницей. Допустим, в нём упомянуты таблица стилей, скрипт и пять картинок. Если бы телефон открывал новое соединение для каждого, каждый файл снова платил бы кругами TCP и TLS. Вместо этого браузер держит соединение открытым и отправляет по нему следующие запросы, а в HTTP/2 и HTTP/3 несколько запросов идут по одному соединению одновременно. У браузеров есть и свой кэш. Когда ответ говорит, что им можно пользоваться какое-то время, при следующем посещении этот файл загружается из хранилища без всякого запроса. Только когда файлы на месте, браузер раскладывает и отрисовывает то, что ты видишь. Поэтому страница с меню, которую ученик открывает каждое утро, появляется быстрее, чем сайт, открытый впервые, даже в той же сети.