关于DNS的基础知识

DNS基础知识

DNS

（一）定义

DNS（Domain Name System，域名系统）是互联网的基础服务之一，用于将用户友好的域名转换为计算机可识别的IP地址，它就像是一个庞大的电话簿,帮助计算机在网络中找到对应的服务器位置。

（二）作用

1. 便于记忆：人们可以更容易记住有意义的域名，而不需要记住复杂的数字形式的IP地址，我们可以轻松记住“baidu.com”,而不是对应的IP地址。
2. 统一管理：通过DNS系统，可以对域名和IP地址的映射关系进行集中管理和分配,方便网络的维护和管理。
3. 灵活调度：当网站的服务器IP地址发生变化时，只需要在DNS服务器上修改相应的记录，用户仍然可以通过原来的域名访问网站,无需用户做任何操作。

（三）工作原理

当用户在浏览器中输入一个域名时，DNS系统会按照一定的流程查找与该域名对应的IP地址，并将结果返回给用户的计算机，然后计算机再根据这个IP地址与目标服务器建立连接,从而实现用户对网站的访问。

域名结构

（一）根域（Root Domain）

位于DNS层级的最顶端，用“.”表示，通常不直接输入，隐含存在，它是整个DNS体系的起点,所有的顶级域都直接或间接地连接到根域。

（二）顶级域（TopLevel Domain, TLD）

根域下的一层域，包括通用顶级域（如.com、.org、.net等）和国家/地区顶级域（如.cn代表中国、.uk代表英国等），通用顶级域一般没有特定的地域限制，而国家/地区顶级域则与特定的国家或地区相关联。

（三）二级域（SecondLevel Domain, SLD）

位于顶级域下的一层域名，例如在“example.com”中，“example”就是二级域，二级域通常由域名注册商提供给个人或组织进行注册,用于构建具体的网站或服务。

（四）子域（Subdomain）

在二级域名下进一步细分的域名，www.example.com”中的“www”就是子域，子域可以根据需要进一步划分,用于实现更复杂的网站架构和功能划分。

DNS服务器类型

（一）根DNS服务器

全球共有13组根域名服务器，以英文字母A到M依序命名，它们主要负责管理顶级域名服务器的信息，是整个DNS解析过程的起点，当本地域名服务器无法在本地找到域名的解析记录时，会首先向根DNS服务器进行查询,获取顶级域名服务器的IP地址。

（二）顶级域名服务器（TopLevel Domain Name Server, TLD Server）

负责管理在该顶级域名服务器注册的二级域名，以及下级域名服务器的信息。“.com”顶级域名服务器负责管理所有以“.com”结尾的域名的相关信息。

（三）权威DNS服务器（Authoritative Name Server, NS）

经过上一级授权，对特定域名进行解析的服务器，它在特定区域内具有唯一性，负责维护该区域内的域名与IP地址之间的对应关系，为了保障安全和可靠性,一般权威DNS服务器都会设置两个或以上。

（四）本地DNS服务器（Local DNS Server）

响应来自客户端的递归请求，并最终跟踪直到获取到解析结果的DNS服务器，它通常是由用户的ISP（互联网服务提供商）或公共DNS服务提供商提供，如阿里云公共DNS、Google Public DNS等，本地DNS服务器会缓存经常访问的域名解析结果,以提高查询效率。

DNS记录类型

（一）A记录（Address Record）

将域名解析为IPv4地址，将“example.com”解析为“192.0.2.1”，它是最基本的DNS记录类型之一,用于指向网站的服务器IP地址。

（二）AAAA记录

与A记录类似，但它是将域名解析为IPv6地址，用于支持IPv6网络环境，随着IPv6的逐渐普及,AAAA记录的应用也越来越广泛。

（三）CNAME记录（Canonical Name Record）

将一个域名别名指向另一个域名，而不是直接指向IP地址，它常用于将多个域名指向同一个网站，或者在需要更换服务器IP地址时，方便统一管理，将“www.example.com”指向“example.com”，当“example.com”的IP地址发生变化时，“www.example.com”会自动跟随变化。

（四）MX记录（Mail Exchange Record）

指向一个邮件服务器，用于电子邮件系统发邮件时根据收信人的地址后缀来定位邮件服务器，每个域名可以设置多个MX记录,以指定邮件服务器的优先级和备份服务器。

（五）NS记录（Name Server Record）

用来表明由哪台服务器对该域名进行解析，这里的NS记录只对子域名生效，它指定了域名使用的DNS服务器,告诉全世界的DNS系统该域名由哪个服务器负责解析。

（六）TXT记录（Text Record）

为某个主机名或域名设置联系信息或其他任意文本信息，可用于存储域名的管理员联系方式、验证域名所有权等信息。

（七）SRV记录（Service Record）

一般是为Microsoft的活动目录设置时的应用，用于指定某些服务的位置,包括主机和端口号。

（八）PTR记录（Pointer Record）

反向DNS记录，用于将IP地址解析回域名，常用于邮件服务器验证,确保IP地址和域名一致。

（九）SOA记录（Start of Authority Record）

提供DNS区域的关键信息，包括管理者邮箱、刷新时间等。

DNS查询过程

（一）递归查询

主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询，在这种查询方式中，客户端向递归DNS服务器发出请求，递归服务器代替客户端完成所有查询，直到找到最终的IP地址,并将结果返回给客户端。

（二）迭代查询

本地域名服务器向根域名服务器的查询通常采用迭代查询，客户端直接与多个DNS服务器通信，逐级查询域名解析过程，直到找到IP地址，本地DNS服务器先向根DNS服务器查询顶级域名服务器的地址，然后向顶级域名服务器查询二级域名服务器的地址，依次类推,直到获取到最终的解析结果。

常见DNS服务提供商

（一）Cloudflare

提供快速、免费且安全的DNS服务,具有强大的性能优化和安全防护功能。

（二）Google Public DNS

提供公共DNS解析服务，IP地址为8.8.8.8和8.8.4.4,以其稳定和高效而受到广泛使用。

（三）Amazon Route 53

AWS提供的DNS服务，支持高可用性和可扩展性，与其他AWS服务集成紧密,适合在AWS云环境中使用。

相关问题与解答

（一）问题1：为什么有时候更改了域名的IP地址，但通过域名访问还是无法连接到新的服务器？

答：可能是因为DNS缓存的原因，DNS系统会对查询结果进行缓存，包括本地计算机的缓存、本地DNS服务器的缓存以及中间各级DNS服务器的缓存，当更改了域名的IP地址后，这些缓存中的旧记录可能还没有过期，导致仍然返回旧的IP地址，解决方法可以是等待缓存自动过期（根据TTL值确定时间），或者手动清除本地计算机的DNS缓存（在Windows系统中可以使用“ipconfig /flushdns”命令）。

（二）问题2：如何选择合适的DNS服务提供商？

答：在选择DNS服务提供商时，需要考虑多个因素，首先是性能和可靠性，要选择具有快速响应时间和高可用性的服务提供商，以确保域名解析的稳定性，其次是安全性，服务提供商应具备良好的安全防护机制，防止DNS劫持、缓存中毒等安全攻击，还要考虑服务的易用性和功能特性，例如是否提供简单易懂的管理界面、是否支持多种DNS记录类型和高级功能等，还可以参考其他用户的评价和口碑，以及