S(Domain Name System,域名系统)是互联网中用于将域名转换为IP地址的系统,其具体流程如下:
浏览器缓存查询
当用户在浏览器地址栏中输入一个域名并按下回车键后,浏览器首先会在自身的缓存中查找该域名对应的IP地址,浏览器缓存是浏览器为了提高访问速度而存储的一些最近访问过的域名和IP地址映射关系,不同浏览器的缓存策略和缓存时间有所不同,如果在浏览器缓存中找到了匹配的IP地址,浏览器就会直接使用该IP地址向对应的服务器发起请求,整个DNS解析过程到此结束,若未找到,则进入下一步。
操作系统缓存查询
若浏览器缓存中没有找到目标域名的IP地址,操作系统会介入查询,操作系统也维护着自己的DNS缓存,在Windows系统中,可以通过在命令提示符中输入“ipconfig /displaydns”命令来查看当前系统的DNS缓存记录,这些记录包含了近期系统访问过的域名及其对应的IP地址,在Linux系统中,不同的发行版查看DNS缓存的方式略有差异,例如在基于systemd的系统中,可以使用“systemdresolve statistics”命令查看相关缓存信息,如果操作系统缓存中有该域名的IP地址记录,操作系统会将其提供给浏览器,从而完成DNS解析,若仍未找到匹配记录,则继续下一步。
本地域名服务器查询
当操作系统缓存中也没有目标域名的IP地址时,操作系统会向本地配置的域名服务器发送DNS查询请求,本地域名服务器通常由网络服务提供商(ISP)分配给用户,或者是企业内部网络自行搭建的DNS服务器,本地域名服务器接收到查询请求后,会首先在自身的缓存中查找是否有该域名的记录,如果有,本地域名服务器会立即将对应的IP地址返回给操作系统,进而操作系统将IP地址提供给浏览器,DNS解析完成,若本地域名服务器缓存中没有该域名的记录,它还会查询自己的区域数据库,区域数据库存储着本地网络中一些域名的权威信息,如果在区域数据库中找到了匹配的记录,同样会将IP地址返回给操作系统,若区域数据库中也没有相关记录,本地域名服务器就需要向其他域名服务器寻求帮助。
根域名服务器查询
本地域名服务器在自身缓存和区域数据库都未找到目标域名的IP地址时,会向根域名服务器发送查询请求,根域名服务器是全球DNS系统的最顶层服务器,目前全球共有13组根域名服务器(实际上是通过任播技术在全球多个地点部署,以提高可靠性和性能),根域名服务器并不直接存储所有域名的详细信息,但它知道所有顶级域名服务器的地址,当根域名服务器收到本地域名服务器的查询请求后,会根据域名的顶级域名部分(如.com、.net、.org等),返回负责该顶级域名的顶级域名服务器的地址信息给本地域名服务器。
顶级域名服务器查询
本地域名服务器收到根域名服务器返回的顶级域名服务器地址后,会向对应的顶级域名服务器发送查询请求,顶级域名服务器负责管理特定顶级域名下的所有二级域名等信息。.com顶级域名服务器管理着所有以.com结尾的域名相关信息,顶级域名服务器接收到查询请求后,会根据域名的二级域名部分,查找并返回负责该二级域名的权威域名服务器的地址信息给本地域名服务器。
权威域名服务器查询
本地域名服务器获取到权威域名服务器的地址后,会向权威域名服务器发送查询请求,权威域名服务器是对特定域名具有最终解释权的服务器,它保存着该域名的详细解析记录,包括域名对应的IP地址、MX记录(邮件交换记录)等,当权威域名服务器接收到查询请求后,会根据域名精确查找对应的IP地址,并将其返回给本地域名服务器。
结果返回与缓存
本地域名服务器收到权威域名服务器返回的IP地址后,会将该IP地址依次返回给操作系统和浏览器,在返回结果的过程中,本地域名服务器、操作系统和浏览器都会将这次查询结果进行缓存,这样,下次用户再访问相同域名时,就可以在各级缓存中快速获取到对应的IP地址,大大提高了DNS解析的效率,减少了网络延迟。
DNS查询方式
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递归查询:客户端要求DNS服务器必须返回最终结果(常见于客户端与本地DNS之间),其优点是客户端只需要等待最终结果,不需要进行额外的操作;缺点是本地DNS服务器需要承担更多的查询负担,可能导致响应时间较长。
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迭代查询:DNS服务器返回它能提供的最佳答案,客户端可能需要继续查询其他服务器,其优点是本地DNS服务器的负担较轻,因为它不需要等待最终结果;缺点是客户端需要多次与不同的DNS服务器通信,可能会增加查询时间。
DNS记录类型
记录类型 | 用途 | 示例 |
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A记录 | 域名→IPv4地址 | example.com→1.1.1.1 |
AAAA记录 | 域名→IPv6地址 | example.com→2001:db8::1 |
CNAME记录 | 域名别名(指向另一个域名) | www.example.com→test.example.com |
MX记录 | 邮件服务器地址 | example.com→mail.example.com |
TXT记录 | 文本信息(如SPF、DKIM配置) | “v=spf1 include:_spf.google.com ~all” |
NS记录 | 指定域名的权威DNS服务器 | example.com→ns1.exampledns.com |
PTR记录 | IP→域名(反向解析) | 1.1.1→example.com |
SOA记录 | 域名的权威起始记录(管理信息) | 包含主DNS服务器、管理员邮箱等 |
相关问题与解答
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问题:为什么DNS解析过程中要有缓存机制?
- 解答:DNS解析过程中的缓存机制主要是为了提高解析效率和减少网络延迟,通过在浏览器、操作系统和本地域名服务器等环节设置缓存,当用户再次访问相同域名时,可以直接从缓存中获取IP地址,避免了重复向上级DNS服务器查询的过程,从而加快了访问速度,提升了用户体验。
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问题:如何查看本地计算机的DNS缓存?
- 解答:在Windows系统中,可以通过在命令提示符中输入“ipconfig /displaydns”命令来查看当前系统的DNS缓存记录,在Linux系统中,不同的发行版查看DNS缓存的方式略有差异,例如在基于systemd的系统中,可以使用“systemdresolve statistics”命令查看相关缓存信息
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