深入学习 DNS 域名解析

一、前言

在平时工作中相信大家都离不开 DNS 解析，因为 DNS 解析是互联网访问的第一步，无论是使用笔记本浏览器访问网络还是打开手机APP的时候，访问网络资源的第一步必然要经过DNS解析流程。

二、DNS 是什么

 DNS（域名系统 Domain Name System），它是一个记录域名和Ip地址相互映射的一个系统，是互联网的“电话簿”，负责将人类可读的域名（如 example.com）转换为机器可识别的 IP 地址（如 127.0.0.1）。

其核心功能就是域名解析，能够将用户访问互联网时使用的域名地址转换成对应的IP地址。正向解析：将域名转换为 IP 地址； 反向解析：将 IP 地址转换为域名。 通过域名得到域名对应的IP地址的过程被称为域名解析。DNS运行在 UDP 协议之上，使用的端口为53。

三、DNS 分层结构

DNS 是一个树状分层系统，分为以下层级：

1. 根域名服务器（.）：全球 13 组，管理顶级域（如 .com）。
2. 顶级域服务器（TLD，如 .com、.org）：管理二级域名（如 google.com）。
3. 权威域名服务器：由域名注册商或用户自行管理，存储具体域名的记录（如 A、MX）。

详细结构：

主机名.次级域名.域名.根域名

host.sld.tld.root

如上图所示，域名结构是树状结构，树的最顶端代表根服务器，根的下一层就是由我们所熟知的.com、.net、.cn等通用域和.cn、.uk等国家域组成，称为顶级域。网上注册的域名基本都是二级域名，比如 example.com 等二级域名，它们基本上是归企业和运维人员管理。接下来是三级或者四级域名，这里不多赘述。总体概括来说域名是由整体到局部的机制结构。

四、常见 DNS 记录类型

五、DNS 解析流程

如上图所示，详细阐述 DNS 解析流程：

1、首先客户端位置是一台电脑或手机，在打开浏览器以后，输入www.zdns.cn

，它首先是由浏览器发起一个 DNS 解析请求，如果本地缓存服务器中找不到结果，则首先会向根服务器查询，根服务器里面记录的都是各个顶级域所在的服务器的位置，当向根请求www.zdns.cn的时候，根服务器就会返回 .cn 服务器的位置信息。

2、递归服务器拿到 .cn 的权威服务器地址以后，就会寻问 cn 的权威服务器，知不知道www.zdns.cn的位置。这个时候cn权威服务器查找并返 zdns.cn服务器的地址。

3、继续向zdns.cn的权威服务器去查询这个地址，由 zdns.cn的服务器给出了地址：202.173.11.10

4、最终才能进行http的链接，顺利访问网站。

5、补充说明，一旦递归服务器拿到解析记录以后，就会在本地进行缓存，如果下次客户端再请求本地的递归域名服务器相同域名的时候，就不会再这样一层一层查了，因为本地服务器里面已经有缓存了，这个时候就直接把 www.zdns.cn的A记录返回给客户端就可以了。

六、DNS 服务类型

常见的 DNS 服务器就是两种：权威解析服务器和递归解析服务器，递归解析服务器也可以叫做localDNS。

权威解析服务器

DNS 权威服务器保存着域名空间中部分区域的数据。如果 DNS 服务器负责管辖一个或多个区域时，称此 DNS 服务器为这些区域的权威服务器。

根权威 DNS 或者二级权威服务器中的资源记录标记被指定为区域权威服务器的 DNS 服务器。通过资源记录中列出服务器，其他服务器就认为它是该区域的权威服务器。这意味着在 NS 资源记录中指定的任何服务器都被其他服务器当作权威的来源，并且能肯定应答区域内所含名称的查询。

递归服务器

递归服务器在正常情况下，初始的时候里面没有任何域名解析数据，里面所有的域名解析数据都来自于它到权威解析服务器的查询结果，一旦查询完毕，递归服务器就会根据TTL时间在本地形成一条缓存记录，并为用户提供DNS解析的查询服务，这是递归服务器的功能。

七、DNS 查询方式

DNS 的查询方式有两种，分为递归查询（recursion）和迭代查询（iteration）。

递归查询

客户端发起一个DNS解析请求，若本地DNS服务器若不能为客户端直接解析域名，则域名服务器会代替客户端（下级服务器）向域名系统中的各分支的上下级服务器进行递归查询，直到有服务器响应回答了该请求后，将该请求结果返回客户端。在此期间，客户端将一直处于等待状态。

迭代查询

客户端（下级服务器）发起一个DNS解析请求后，若上级DNS服务器并不能直接提供该DNS的解析结果，则该上级DNS服务器会告知客户端（下级服务器）另一个可能查询到该DNS解析结果的DNS服务器IP，客户端（下级服务器）再次向这个DNS服务器发起解析请求，如此类推，直到查询到对应的结果为止。

通常递归查询这种方式用于PC机与本地DNS服务器之间的查询，而迭代查询则多用于DNS服务器之间的查询，如下图：

总结

DNS 域名解析是互联网基础服务的重要组成部分，通过易记的名称简化了网络资源的访问。了解DNS 解析的过程和原理对于网络工程师和开发者来说非常重要，它有助于诊断网络问题和优化网络性能。