什么是DNS？DNS工作原理的完整指南

DNS是什么？

域名系统（DNS）是一个广受认可的机制，用于标识和定位所有通过网络可以访问的页面和内容。它将人类可以直接阅读的URL转换并连接成了机器可读的数字格式。

尽管存在许多网络浏览器、互联网服务提供商（ISP）、域名注册商和网络主机，但只有一个通用的DNS。因此，可以向全球用户展示同一网页，无论他们使用哪种工具来访问互联网。

DNS是如何运作的？

DNS在短短几秒内，通过一系列快速复杂的互联网协议查找并显示你正在寻找的网页。一言以蔽之，它就像是网络电话簿。

DNS将你在网络浏览器中输入的URL转换成一个唯一的互联网协议（IP）地址， 这一转换过程就像电话号码一样。每一个连接到互联网的设备，无论它是用来托管网站还是浏览网站，都有一个IP地址。

互联网有两种并行但分离的方式来识别网站。第一种是域名空间（通过域名识别网站），第二种是IP地址系统，这个系统使用一组独特的数字来识别连接到互联网的设备。

什么是DNS查询？

DNS查询（或DNS请求）是由用户设备（即DNS客户端）发起，向DNS服务器请求信息的过程。最常见的DNS查询类型是请求与特定域名相关联的IP地址。

什么是DNS服务器？

DNS服务器是一台将域名转换为IP地址的机器。IP地址将网络浏览器引导至含有用户请求内容的服务器。

DNS服务器如何运作？

DNS服务器通过一个被称为DNS解析的过程进行运作。一个客户端发起DNS查询，以寻找一个所谓的“A记录”，使域名关联至一组IP地址，并向用户展示相应的网页。

在加载网页的过程中涉及到四种类型的DNS服务器：一个DNS递归器（也称为递归解析器）、根域名服务器、顶级域名（TLD）域名服务器和权威域名服务器。

DNS递归器

DNS递归器（或递归解析器）是DNS查询的第一步。可以将递归解析器想象为大型档案库的接待员。解析器从浏览器中接收DNS查询，并向其他一些服务器发送自己的DNS请求，以便帮助找到你正在寻找的信息。

根域名服务器

在DNS查询过程中，根域名服务器是递归器查询的第一个服务器。DNS根域名服务器从递归器接收请求，并进行回应，提供掌握递归器查询信息的顶级域名（TLD）域名服务器列表。

TLD域名服务器

TLD域名服务器负责维护所有共享相同扩展名（如 .com 或 .net）的域名的信息，这被称为顶级域名。在从根域名服务器收到回应之后，DNS递归器查询相应的TLD域名服务器，后者会回应正确的权威域名服务器。

权威域名服务器

权威域名服务器可以提供DNS递归器开始询问的那个查询的答案。权威域名服务器回应网页的IP地址，或者如果找不到，就回应一个错误信息。

一旦解析器找到了所请求网页对应的IP地址，就可以将该信息发送到网络浏览器，然后网络浏览器就可以显示所请求的网页。

了解更多：什么是顶级域名（TLD）？顶级域名的定义及指南

DNS和IP地址的区别是什么？

DNS将用户请求的域名转换成IP地址。IP地址是域名下的文件的数值位置。

什么是DNS缓存？

DNS缓存是DNS客户端在本地存储DNS记录的过程。客户端通常是操作系统或网络浏览器。缓存可以让客户端在无需进行DNS查询的情况下，展示与特定域名相关的网页的信息。

域名系统还对所有DNS记录执行生存时间（或TTL），该记录指明一个记录可以被缓存多长时间。在缓存过程中存储的TTL值，使得记录在特定时间后从缓存中删除。

DNS查询有哪些类型？

DNS查询有三种类型：递归查询，迭代查询和非递归查询。

递归查询

在递归查询中，DNS客户端提交一个主机名，并要求递归DNS服务器（DNS解析器）回应正确的资源记录，或者一条表示记录无法被检索的错误消息。

迭代查询

在迭代查询中，DNS客户端提交一个主机名，并允许DNS解析器给出它的最佳回答。DNS解析器可以通过返回缓存的DNS记录（如有）进行回应，或者将DNS客户端引向根域名服务器或最接近所需DNS区域的权威DNS服务器。

然后，递归器查询给出的DNS域名服务器是否有匹配。本过程在服务器的指令链中不断地进行，直至出现答案、错误或超时。

非递归查询

在此类查询中，DNS解析器可立即提供答案，因为它对记录有权威，或是因为它在缓存中存储了记录。在非递归查询中，无需进行额外查询，即可立即返回响应。

什么是CNAME记录？

规范名称（CNAME）记录在DNS查找过程中用来创建一个域名到另一个域名的别名。

例如，一个试图解析子域名www.example.com的DNS客户端，将会被CNAME记录引导至根域名（在此情形下，例如example.com）。

CNAME记录通常用于：

• 将用户从所拥有的域名重定向至主要网站。例如，输入网址gogle.com将重定向用户至google.com，尽管存在拼写错误。
• 为在不同端口运行的特定网络服务提供独立的主机名。例如，允许一个文件传输协议（FTP）服务器和一个网络服务器在同一IP地址的不同端口运行。
• 登记本地化域名并将它们指向一个主要网站。例如，假设你在example.com上托管了主要网站，而你希望将example.ca、example.co.uk和example.us的用户重定向至同一个网站。

DNS是浏览互联网的必备要素

没有域名系统（DNS），将无法浏览互联网。DNS的通用性使网络浏览器能够在通常不到一秒的时间内，梳理出线上巨大的文档库，并向用户展现正确的页面。