Web Browser: จากประตูสู่โลกอินเทอร์เน็ต สู่การทำงานเบื้องหลังที่มองไม่เห็น

ในโลกดิจิทัลปัจจุบัน เบราว์เซอร์ (Browser) เปรียบเสมือนประตูบานสำคัญที่ช่วยให้เราเข้าถึงข้อมูลมหาศาลบนอินเทอร์เน็ตได้ แต่เบื้องหลังความสะดวกสบายในการคลิกและเลื่อนหน้าจอนั้น มีกระบวนการที่ซับซ้อนที่ทำงานร่วมกันหลายส่วน เพื่อเปลี่ยนข้อมูลบนคอมพิวเตอร์ให้กลายเป็นประสบการณ์ที่ผู้ใช้ใช้งานได้จริง

1. โครงสร้างโดยรวมของเบราว์เซอร์ (The Overall Structure of a Browser)

เบราว์เซอร์ประกอบด้วยส่วนสำคัญที่ทำงานประสานกันเพื่อให้การท่องเว็บราบรื่น:

• User Interface (UI): คือส่วนนี้คือทุกอย่างในหน้าต่างเบราว์เซอร์ที่คุณมองเห็นและโต้ตอบด้วย เช่น แถบที่อยู่ (Address bar), ปุ่มย้อนกลับ/ไปข้างหน้า และเมนูบุ๊กมาร์ก

• Browser Engine: หัวใจหลักที่คอยประสานงานระหว่าง UI และ Rendering Engine เพื่อให้ตอบสนองต่อคำสั่งของผู้ใช้อย่างถูกต้อง

• Rendering Engine: มีหน้าที่ทำความเข้าใจเนื้อหา HTML, CSS และ JavaScript เพื่อสร้างภาพกราฟิกบนหน้าจอ

• Networking: จัดการเรื่องการสื่อสารผ่านเครือข่าย เช่น การดึงข้อมูลผ่านโปรโตคอล HTTP/HTTPS และการหา IP Address ผ่าน DNS

• JavaScript Interpreter: ส่วนที่ทำหน้าที่ประมวลผล JavaScript เพื่อเพิ่มลูกเล่นและการโต้ตอบให้กับเว็บไซต์

• Data Storage: เบราว์เซอร์จำเป็นต้องเก็บข้อมูลบางอย่างไว้ในเครื่องของเรา เช่น คุกกี้ (Cookies), ข้อมูลแคช (Local cache) หรือข้อมูลแอปพลิเคชัน

2. เส้นทางการเดินทางของข้อมูล (The Navigation Journey)

เมื่อคุณพิมพ์ชื่อเว็บไซต์ เช่น https://www.example.com ลงในช่องที่อยู่ เบราว์เซอร์จะเริ่มกระบวนการค้นหาข้อมูลดังนี้:

1. การหาที่อยู่ (DNS Resolution): เบราว์เซอร์จะติดต่อกับ DNS Server เพื่อแปลงชื่อโดเมนให้เป็นหมายเลข IP Address เพื่อระบุตำแหน่งที่ตั้งของเซิร์ฟเวอร์

2. การเชื่อมต่อ: เมื่อได้ IP แล้ว เบราว์เซอร์จะสร้างการเชื่อมต่อ (TCP Connection) และหากเป็น HTTPS จะมีการสร้างความปลอดภัยผ่าน TLS/SSL เพื่อเข้ารหัสข้อมูล

3. การส่งคำขอ (Request): เบราว์เซอร์ส่งคำขอผ่านโปรโตคอล HTTP/HTTPS เพื่อขอไฟล์ HTML, CSS, และรูปภาพจากเซิร์ฟเวอร์

4. การประมวลผลและแสดงผล (Render): นี่คือหัวใจสำคัญ Rendering Engine จะอ่านโค้ด HTML เพื่อสร้าง DOM Tree และอ่าน CSS เพื่อสร้าง CSSOM Tree จากนั้นรวมกันเป็น Render Tree เพื่อคำนวณตำแหน่งและวาดพิกเซล (Painting) ลงบนหน้าจอ

5. การประมวลผลสคริปต์: หากหน้าเว็บมี JavaScript ตัว JavaScript Engine จะทำหน้าที่คอมไพล์และรันโค้ดเพื่อให้หน้าเว็บมีการโต้ตอบได้

3. กระบวนการสร้างหน้าเว็บ (Parsing and Rendering)

เมื่อได้รับข้อมูล เบราว์เซอร์จะเริ่มขั้นตอน Parsing เพื่อเปลี่ยนข้อมูบเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า DOM (Document Object Model) และ CSSOM (CSS Object Model)

หลังจากนั้น เบราว์เซอร์จะเข้าสู่ขั้นตอนการแสดงผล (Render) ได้แก่:

1. Style: รวม DOM และ CSSOM เข้าด้วยกันเป็น Render Tree

2. Layout (หรือ Reflow): คำนวณขนาดและตำแหน่งขององค์ประกอบต่างๆ บนหน้าจอ

3. Paint: ระบายสีและรายละเอียดลงบนพิกเซล

4. Compositing: การแยกองค์ประกอบเป็นชั้นๆ (Layers) เพื่อให้ GPU ช่วยประมวลผล ทำให้แอนิเมชันหรือการเลื่อนหน้าจอลื่นไหลขึ้น

4. เบราว์เซอร์ยอดนิยมในปัจจุบัน

1. Google Chrome: ครองตลาดสูงสุด โดดเด่นเรื่องความเร็ว เรียบง่าย และมีส่วนขยาย (Extensions) จำนวนมาก

2. Mozilla Firefox: เน้นความเป็นส่วนตัว เป็นโอเพนซอร์ส และปรับแต่งการใช้งานได้สูง

3. Apple Safari: ประหยัดพลังงาน สำหรับผู้ใช้งานบน Mac และ iOS

4. Microsoft Edge: มาแทนที่ IE มีฟีเจอร์ช่วยจัดการแถบแนวตั้ง (Vertical Tabs) และทำงานร่วมกับ Windows ได้ดี

5. Brave: เน้นความปลอดภัยเป็นหลัก บล็อกโฆษณาและตัวติดตาม (Trackers) มาให้ทันที

6. Opera: มี VPN และ Ad Blocker ในตัว พร้อมโหมดประหยัดข้อมูล

Timeline ของบราวเซอร์เบื้องต้น

บทสรุป

การสร้างเว็บไซต์ที่มีประสิทธิภาพไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของการมีข้อมูลเพียงอย่างเดียว แต่คือการทำความเข้าใจว่าเบราว์เซอร์ทำงานอย่างไร เพื่อให้นักพัฒนาสามารถปรับแต่งการส่งข้อมูล ความเข้าใจของกระบวนการทำงาน และความเป็นมาของการพัฒนา เพื่อมอบประสบการณ์การใช้งานเว็บที่ใช้งานได้และรวดเร็วให้กับผู้ใช้งาน

Referent:

https://www.browserstack.com/guide/what-is-browse https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/Performance/Guides/How_browsers_work