什么是 DNS？ 域名系统简介

当您坐在电脑前时，互联网似乎很简单。 您打开浏览器，输入域名，然后在屏幕上查看网站。 然而，在图形用户界面 (GUI) 下方是一个由软件和服务器组成的扩展网络，称为域名系统 (DNS)。 但是，什么是 DNS，它如何帮助我们在设备上查看网络？

这个问题的答案很复杂，因为涉及到大量的运动部件。 您会发现链中的几乎每个环节都使用服务器。 更重要的是，有一些技术可以帮助您减少可能影响快速页面加载速度的瓶颈。

在这篇文章中，我们将以最直接的方式帮助您了解 DNS。 让我们总结一下本文将要介绍的内容。

互联网如何从服务器获取网页到您的浏览器

总而言之，DNS 是我们将可读域名转换为它所代表的最终 Internet 协议 (IP) 地址的方式。 虽然这表面上看起来是一项简单的任务，但事实远非如此。

每个网站都存在于服务器上，每个服务器（实际上是计算机）都有一个 IP 地址。 DNS是将IP地址映射到域名的系统，因此我们可以享受用户友好的浏览。 作为一个类比，想想街道名称和房屋地址实际上是一组地图坐标。 我们使用街道地址来简化位置的经度和纬度。

当您将 IP 地址转换为域名时（反之亦然），这就是“DNS 解析”。 该链中有许多硬件组件，特别是四种不同类型的服务器。 让我们接下来讨论这些。

获取和加载网页的 4 个 DNS 服务器

每个 DNS 请求和解析都经过四台服务器。 简而言之，它们是：

• DNS 递归器。 这是整个 DNS 的“水载体”。 当您从浏览器请求网站时，您会告诉递归器在 DNS 中查找（或“查找”）该站点。
• 根名称服务器。 如果您考虑一个包含大量站点的 Web 服务器，那么根名称服务器就代表了整体。 它是 IP 地址的一般位置。
• 顶级域 (TLD) 名称服务器。 网站将存在于根名称服务器中，但 TLD 名称服务器将挖掘出 IP 地址的最后部分：主机名的结尾部分。 这可能是 .com、.net 或无数其他。
• 权威的域名服务器。 为了使这个复杂的服务器变得简单，它是 IP 地址的参考库。 该服务器会将完整的 IP 地址发送回递归器，然后递归器会在您的浏览器中显示该站点。

在查询解析之前，DNS 查询会经历所有这些步骤，甚至多次。 因此，链中有很多点会导致查询失败——这就是为什么我们会出现 HTTP 错误。

不过，值得更详细地深入研究这条链的正面和背面。 接下来让我们这样做。

DNS Recursor 和 Authoritative Nameserver 的区别

您将了解递归器获取查询的结果，并且是整个 DNS 过程的开始。 反过来，您还将知道权威名称服务器将此过程的结果传递回递归器。 但是，两者都有更多您需要了解的差异：

• DNS 递归器。 此服务器响应 DNS 查询请求。 它之所以活跃，是因为它沿着链跟踪 DNS 记录。 虽然递归器的典型方法是向其他服务器发出多个请求，但缓存可以减少这段时间。 稍后我们将详细讨论这一点。
• 权威名称服务器。 此服务器保存所有 DNS 记录。 它的工作是根据从链中其他服务器（包括递归器）接收到的信息来响应请求。 正是这个服务器让浏览器显示一个网站。 因为它是权威的，所以它不需要咨询其他来源来验证查询——它是事实的来源。

但是，虽然权威名称服务器是 DNS 请求的端点，但并不总是这样。 在此之后，您还将根据请求找到其他名称服务器。

如果 DNS 查询是针对子域（例如 shop.example.com），您会发现在权威域名服务器之后会有一个额外的域名服务器。 这将存储相关子域的CNAME记录。

理论上，查询请求的额外名称服务器的数量没有限制。 但是，大多数时候，只会有一个额外的名称服务器。

DNS 查找的工作原理

虽然有四台服务器处理 DNS 查找和查询，但链中有很多步骤传递查询并获取结果。 以下是查找过程的工作原理：

• 您将在浏览器中输入域名。 单击Enter后，查询将从您的浏览器和操作系统 (OS) 进入 DNS 递归器接收它的 Internet。
• 递归器将此查询传递给根名称服务器，并执行自己的查询。
• 此查询的结果将是 TLD 名称服务器，它返回给递归器。
• 这一次，递归器查询 TLD 名称服务器，它以域的权威名称服务器的 IP 地址进行响应。
• 递归器向权威名称服务器发送另一个查询，后者又以初始域请求的 IP 地址进行响应。

从这里，递归器将其工作结果发送回 Web 浏览器。 这样就完成了 DNS 过程，递归器可以休息几毫秒！ 然后浏览器将处理 HTTP 请求，以便在浏览器中显示该站点。

有许多复杂且劳动密集型的步骤（相对于服务器可以实现的目标），这种情况在全世界每秒发生数十亿次。 即便如此，在一次查找中也只会发生三个查询。

您将在 DNS 查找中找到的查询

DNS 客户端和服务器之间的每个查询都存在关系。 虽然这些是通用术语，但我们会在解释中注明任何细节：

• 递归查询。 在此查询中，客户端将请求 DNS 递归器以请求的 DNS 记录或错误消息进行响应。
• 迭代查询。 此查询为递归器提供免费许可，以对其返回的内容进行“最佳猜测”。 如果查询不匹配，则结果将被引荐到较低级别的权威服务器，直到此“路径”耗尽。
• 非递归查询。 如果缓存中存在 DNS 记录，或者递归器对记录具有权威访问权限，您会发现此查询将发生。 我们将在本文末尾讨论缓存。

在很多情况下，您会发现递归和非递归查询是最常见的。 这就是您会看到错误消息以及查找过程可能很复杂的原因。

DNS缓存入门

当您处理非递归查询时，记录有机会驻留在 DNS 记录的专用缓存中。 如果您了解缓存，您就会明白它会包含您定期访问的文件。 本地应用程序可以做到这一点，但您网站的缓存是最好的例子：

这将保存您站点文件的记录，以便您可以减少 HTTP 请求的数量。 DNS 记录也是如此。 这使相关记录更靠近您的计算机位置，以便您可以比通常更快的速度获取 IP 地址。

对于 Web 开发人员， GET请求是浏览器发出的。 使用缓存，递归器切断链中的其他服务器，或者直接进入权威名称服务器，或者在不需要进一步查询的情况下调用它。 这是您可以进行的最典型的非递归查询。

事实上，您会发现跨多种技术的 DNS 缓存，例如您的 Internet 服务提供商 (ISP)、路由器和本地计算机。

您会发现您的浏览器缓存是寻找 DNS 记录的递归器的第一个调用端口，因此，浏览器通常会将记录缓存为默认设置。 您的操作系统还将有一个 DNS 解析器，它还会检查其缓存中的 DNS 记录。

同样，如果操作系统在其缓存中不包含该记录，它会将查询发送到您的 ISP 递归器进行处理。 这两个递归器都将与您的域的A和NS记录一起使用，以在完整的查找过程发生之前尝试解决查询。

更改 DNS 记录：“传播”

说到这一点，您可以通过您的注册商对您的A 、 NS或CNAME记录进行更改。 在很多情况下，在所有这些更改注册之前，总共需要 72 小时。

这是 DNS 传播，完成所需的时间取决于许多因素 - 即相关记录的生存时间 (TTL) 值：

简而言之，这决定了更改对特定 DNS 记录生效的速度。 典型的 TTL 约为 4 小时，值越高，传播所需的时间越长。

注册商通常会为您的域名服务器设置 TTL，因此，您或其他任何人都无法进行更改。 这就是为什么您经常必须等待传播完成，以及为什么您会不断检查诸如我的 DNS 是什么之类的站点的原因。 衡量其进展：

解决方案是在决定更改 DNS 记录之前尽可能多地设置 TTL。 当然，注册商将负责您的域名服务器，但您会尽可能地减少传播时间。

结论

如果您认为访问网页很简单，请再想一想。 对于最终用户来说，这个过程的核心很简单。 然而，在底层它要复杂得多，并且涉及大量额外的服务器。

这篇文章研究了 DNS——互联网获取域名并将其解析为 IP 地址的方式。 从那里，它可以返回浏览器并呈现为网页。 但是，您会发现许多其他过程也会发生，例如传播和缓存。 结合起来，它们为我们提供了快速且（大部分）无故障的浏览。

您认为本文回答了“什么是 DNS？”这个问题吗？如果没有，您还有其他问题吗？ 如果是这样，请在下面的评论部分询问！