尽管在网络世界中，每个领域的专业人士都有其独特的职责，但是网络这一块是“大家”的。所以，各个职业的小伙伴们来看看这篇文章总归不会有害处。在此篇文章中，我们不再讨论如何在代码层面进行性能优化，而是转向关注另一个至关重要的领域——网络传输层的优化。这也是我们性能三部曲的最后一篇文章：Web前端性能优化：html、css、js篇；Web前端性能优化：JavaScript细节篇。
首先，我们需要了解HTTP请求的完整过程。DNS解析是其中的一个重要环节。首先，浏览器会搜索自身的DNS缓存。这个缓存的时间相对较短，大约只有1分钟，且只能容纳1条缓存。如果浏览器自身的缓存中没有找到所需信息，那么它就会去检索系统自身的DNS缓存。若依旧无果，浏览器则会尝试从hosts文件中查找。如果在前面三个步骤都没有获取到结果，最终会递归地访问域名服务器来查询。
当建立TCP连接之后，我们得到了所对应域名的IP地址。接下来，浏览器会使一个随机端口（介于14和6555之间）向服务器发送链接请求。这一请求（原始的http请求经过TCP/IP4层模型的层层封装）到达服务器端后，会被各种路由设备处理，进入网络接口卡（网卡），再由内核中的TCP/IP协议栈识别连接请求、解封包和逐层的剥离。在这个过程中，还可能需要通过Netfilter防火墙（属于内核模块）的过滤，最终达到WEB程序的连接。
接下来是TCP连接的三次握手/四次握手过程。HTTPS协议中还涉及SSL握手过程(SYN > SYN-CK > CK)。当需要进行HTTP重定向时，握手过程需从头开始。Web浏览器发送HTTP请求报文，由请求行、请求头和请求正文三部分组成。同样地，Web服务器在回应时也会发送HTTP响应报文，由状态码、响应头和实体内容三部分组成。
当Web服务器关闭TCP连接后，我们来看看网络传输层的性能分析。在一个典型的宽带环境下，如果有本地缓存，相对较快的DNS解析(5ms)，TCP握手，SSL协商较快的服务器响应时间（1ms），一次延迟（8ms）等条件满足时，网络传输层的时间为：
- DNS解析：5ms
- TCP握手：8ms (one RTT)
- SSL协商：16ms (two RTTs)
- 请求发送到服务器：4ms
- 服务器处理：1ms
- 服务器回传响应数据：4ms
总时间为47ms。需要注意的是，这个时间是非常乐观的，因为现在的DNS预解析和优化已经减少了部分时间。
针对这些性能问题，我们可以提出一些优化方案：
- 优化DNS解析：使用DNS缓存来加快DNS解析速度。
- 使用DNS负载均衡：为同一个主机名配置多个IP地址，在应答DNS查询时，DNS服务器按照顺序返回不同的解析结果，将客户端的访问引导到不同的服务器上，以达到负载均衡的目的。
接下来，我们来谈谈缓存性能优化。这个优化包括强缓存和协商缓存两个概念：
- 强缓存：当浏览器在加载资源时，会根据http头部信息判断该资源是否命中强缓存。如果命中，则浏览器直接从自己的缓存中读取资源，不会向服务器发送请求。
- 协商缓存：当强缓存没有命中时，浏览器一定会发送一个请求到服务器。服务器端会依据资源的另外一些http头部信息验证这个资源是否命中协商缓存。
共同点是，无论是强缓存还是协商缓存，如果命中，都是从客户端缓存中加载资源，而不是从服务器加载数据。区别在于：强缓存不发请求到服务器，而协商缓存会向服务器发送请求。
缓存的实现主要有两种方式：本地磁盘和内存。在无痕浏览模式下，主要使用内存模式，以清空关闭窗口时的磁盘缓存。具体来说，内存模式实现了它自己的一套数据结构，它们被存储在一个单独的缓存目录里。其中，有索引文件（在浏览器启动时加载到内存中）和数据文件（存储实际数据和HTTP头信息以及其他信息）。实现方式包括：Expires、ETag、Last-Modified、Keepalive和Cache-Control等。
ServiceWorker是谷歌开发的一种后台线程，无论打开多少个页面，都会有一个Worker线程来管理资源缓存和拦截页面请求。结合Web Manifest，可以实现离线使用和在断网时返回网站内容的效果。此外，我们可以将网站添加到桌面图标中，提高用户体验。
为了优化传输资源，我们可以采用以下方式：使用console.log、console.table、console.dir等命令来调试和打印数据结构；检查无用的CSS/JS代码。
以上就是网络传输层性能优化的详细分析。希望这篇文章能对各位小伙伴有所帮助。当然，在实际应用过程中，还需要结合具体的业务场景和需求进行调整和优化。