DNS 获取的全面解析
一、什么是 DNS?
DNS,全称 Domain Name System,即域名系统,它就像是一个互联网的“电话簿”,将人类可读的域名(如 www.example.com)转换为计算机能够识别的 IP 地址(如 192.0.2.1),当我们在浏览器中输入一个网址时,计算机首先会通过 DNS 查询该网址对应的 IP 地址,然后才能与目标服务器建立连接并获取网页内容,如果没有 DNS,用户将不得不直接输入难以记忆的 IP 地址来访问网站,这极大地阻碍了互联网的普及和使用便利性。
关键概念 | 描述 |
域名 | 由字母、数字和连字符组成的网络地址标识符,用于在互联网上唯一标识一个特定的组织、机构或个人所拥有的网站或网络服务,baidu.com、google.com 等,域名通常分为顶级域名(如 .com、.org、.net 等)、二级域名(如 www.baidu.com 中的“www”)以及可能的更低级别子域名。 |
IP 地址 | 互联网协议地址,是分配给每个连接到互联网上的设备的唯一数字标识符,IPv4 地址由 32 位二进制数组成,通常以点分十进制格式表示,如 192.0.2.1;IPv6 地址则由 128 位二进制数组成,采用冒号分隔的十六进制格式,如 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。 |
二、DNS 查询类型
1、A 记录查询:这是最常见的 DNS 查询类型之一,用于将域名解析为对应的 IPv4 地址,当查询“www.example.com”的 A 记录时,DNS 服务器会返回该域名对应的 IPv4 地址,如“93.184.216.34”,这种查询主要用于将域名指向一个具体的 IPv4 地址,使得基于 IPv4 的网络通信能够正常进行。
2、AAAA 记录查询:与 A 记录类似,但用于将域名解析为 IPv6 地址,随着互联网的发展,IPv6 地址逐渐得到广泛应用,AAAA 记录查询也变得越来越重要,查询“www.example.com”的 AAAA 记录可能会得到“2606:2800:220:1:248:1893:25c8:1946”这样的 IPv6 地址,以便支持基于 IPv6 的网络通信。
3、MX 记录查询:用于查找负责处理电子邮件交换的邮件服务器,当发送电子邮件时,邮件客户端会根据收件人的域名查询其 MX 记录,以确定应该将邮件发送到哪个邮件服务器,对于域名“example.com”,其 MX 记录可能是“mail.example.com”,这表明所有发送到“@example.com”的电子邮件都应该先被发送到“mail.example.com”邮件服务器进行处理。
4、NS 记录查询:用于查找特定域名的权威名称服务器,权威名称服务器是存储有关该域名最准确和完整信息的服务器,当一个 DNS 服务器无法回答某个域名的查询时,它会代表客户端向该域名的权威名称服务器进行查询,直到获得答案后再将结果返回给客户端,查询“example.com”的 NS 记录可能会得到“ns1.example.com”和“ns2.example.com”等权威名称服务器的信息。
5、TXT 记录查询:可以存储有关域名的任意文本信息,常用于验证域名所有权、设置电子邮件策略(如 SPF)以及其他安全目的,一个域名的 TXT 记录可能包含“v=spf1 mx a include:spf.example.com ~all”这样的信息,用于定义该域名的 SPF(Sender Policy Framework)策略,以防止电子邮件欺骗。
三、DNS 获取过程
1、本地缓存查询:当计算机需要解析一个域名时,首先会在本地系统的 DNS 缓存中查找是否已经存在该域名的解析记录,如果在本地缓存中找到相应的记录,并且该记录尚未过期,那么计算机可以直接使用该记录中的 IP 地址进行通信,无需进一步查询外部 DNS 服务器,这种方式可以大大提高域名解析的速度,减少网络流量和对外部 DNS 服务器的依赖。
2、递归查询:如果本地缓存中没有找到所需的域名解析记录,或者记录已过期,计算机会代表客户端向外部 DNS 服务器发起递归查询请求,在递归查询过程中,DNS 服务器会代替客户端向其他 DNS 服务器进行查询,直到最终获得完整的域名解析结果(包括最终的 IP 地址)为止,一旦获得结果,DNS 服务器会将结果返回给客户端,并同时在自己的缓存中保存一份副本,以便后续查询使用,递归查询的特点是客户端只需等待最终的结果,而不需要关心中间的查询过程。
3、迭代查询:与递归查询不同,迭代查询中 DNS 服务器只会帮助客户端向其他 DNS 服务器进行查询,直到获得最终的解析结果或者确定该域名不存在,在迭代查询过程中,如果当前查询的 DNS 服务器无法回答客户端的问题,它会代表客户端向其他可能知道答案的 DNS 服务器进行查询,直到得到答案或者确定无法回答,然后将答案返回给客户端,由客户端决定下一步的操作,与递归查询相比,迭代查询可能需要客户端多次参与查询过程,但可以减少 DNS 服务器的负担和网络流量。
四、DNS 服务器的类型
1、根 DNS 服务器:根 DNS 服务器位于 DNS 层次结构的顶层,负责管理整个互联网的域名空间树的根域(“.”),它们是全球互联网域名解析的核心枢纽,存储着顶级域名服务器的信息,并负责引导对顶级域名服务器的查询,全球共有 13 组根 DNS 服务器,它们分布在世界各地的数据中心中,由不同的机构和组织维护和管理,根 DNS 服务器的重要性在于它们是整个 DNS 系统的起点,任何域名的解析最终都可能追溯到根 DNS 服务器。
2、顶级域名服务器:顶级域名服务器负责管理特定顶级域名(如.com、.org、.net 等)下的二级域名及其下级子域名的授权和解析信息,当根 DNS 服务器将一个顶级域名的查询引导到相应的顶级域名服务器后,顶级域名服务器会进一步处理对该顶级域名下具体域名的查询,对于“example.com”这个域名的查询,首先会被引导到.com 顶级域名服务器,然后由.com 顶级域名服务器负责查找“example.com”的具体解析信息。
3、权威名称服务器:权威名称服务器是为特定域名(包括顶级域名、二级域名及其下级子域名)提供最终解析答案的服务器,它们存储着该域名最准确和完整的信息,包括域名的 IP 地址、邮件服务器地址、子域名信息等,当一个 DNS 服务器收到对某个域名的查询请求时,如果该服务器不是该域名的权威名称服务器,它会代表客户端向该域名的权威名称服务器进行查询,直到获得准确的答案为止,权威名称服务器的存在保证了域名解析的准确性和可靠性,是 DNS 系统中不可或缺的一部分。
4、本地 DNS 服务器:本地 DNS 服务器通常由互联网服务提供商(ISP)或其他组织在本地网络中部署,为本地网络中的设备提供域名解析服务,当本地设备需要解析一个域名时,它们首先会向本地 DNS 服务器发起查询请求,如果本地 DNS 服务器缓存中有该域名的解析记录,并且记录有效,那么它会直接将结果返回给本地设备;否则,本地 DNS 服务器会代表本地设备向外部 DNS 服务器进行查询,直到获得答案并将其返回给本地设备,同时在自己的缓存中保存一份副本,以便后续查询使用,本地 DNS 服务器可以提高本地网络中设备的域名解析速度,减少对外部 DNS 服务器的依赖,同时也可以根据本地网络的需求进行一些特殊的配置和管理,如过滤恶意域名、实现内部域名解析等。
五、相关问题与解答
问题一:如何查看本地系统的 DNS 缓存?
解答:在 Windows 系统中,可以通过命令提示符(CMD)输入“ipconfig /displaydns”命令来查看本地系统的 DNS 缓存信息,在 Linux 系统中,可以使用“cat /etc/resolv.conf”命令查看当前使用的 DNS 服务器配置信息,但要查看缓存信息可能需要使用一些专门的工具或命令选项,如“dig f <域名> +trace”命令可以显示域名解析的过程和缓存信息(如果存在的话)。
问题二:为什么有时候修改了域名的 DNS 记录后,新的解析结果并没有立即生效?
解答:这是因为 DNS 记录的传播需要时间,当修改了域名的 DNS 记录后,新的记录需要从权威名称服务器逐步传播到各个级别的 DNS 服务器,包括根 DNS 服务器、顶级域名服务器以及本地 DNS 服务器等,这个传播过程可能需要几个小时甚至几天的时间,具体取决于多种因素,如 TTL(Time To Live)值、DNS 服务器的更新频率等,TTL 值决定了 DNS 记录在缓存中的有效期,TTL 值设置得较长,那么旧的记录可能会在缓存中保留较长时间,从而延迟新记录的生效,不同的 DNS 服务器有不同的更新策略和频率,有些服务器可能会较快地更新记录,而有些则可能需要等待下一次定期更新或手动触发更新操作。
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