DNS递归与迭代的区别

DNS递归与迭代的区别

定义

查询过程

1. DNS递归
   • 初始请求：客户端向本地DNS服务器发送查询请求。
   • 缓存检查：本地DNS服务器首先检查自身缓存，若有该域名的解析记录且未过期，直接返回结果给客户端。
   • 递归查询启动（缓存未命中时）：若缓存中无记录，本地DNS服务器作为“递归客户端”，主动代替用户向上游DNS服务器发起查询。
     • 向根服务器查询：访问根DNS服务器（全球共13组，标识为A M.root servers.net），请求解析顶级域的服务器地址，根服务器仅返回顶级域（TLD）服务器的地址。
     • 向顶级域服务器查询：根据根服务器返回的顶级域服务器地址，向该顶级域服务器查询目标域名的权威服务器地址，顶级域服务器返回所管理域名的权威服务器地址。
     • 向权威服务器查询：最后向权威服务器查询目标域名的IP地址，权威服务器存储特定域名的DNS记录（如A记录、MX记录等），返回最终解析结果。
   • 结果返回与缓存：权威服务器将解析结果返回给本地DNS服务器，本地DNS服务器将结果缓存（缓存时间由域名的TTL决定），并最终返回给客户端，完成解析。
2. DNS迭代
   • 初始请求：客户端向本地DNS服务器发送查询请求。
   • 缓存检查：本地DNS服务器检查自身缓存，若有该域名的解析记录且未过期，直接返回结果给客户端。
   • 迭代查询启动（缓存未命中时）：若本地DNS服务器没有缓存记录，它会向根域名服务器发送迭代查询请求，根域名服务器返回一个指向负责顶级域名的权威域名服务器的地址给本地DNS服务器。
   • 逐级查询：本地DNS服务器根据根域名服务器返回的地址，继续向顶级域的DNS服务器发出查询请求，顶级域的DNS服务器在自己的域名解析数据中查找对应的解析结果，并将结果返回给本地DNS服务器，如果未找到，会返回下一级服务器的地址，本地DNS服务器再继续向下级域的DNS服务器发出查询请求，如此反复，直到找到存储有所需域名解析结果的DNS服务器。
   • 结果返回：一旦本地DNS服务器获得所需的域名解析结果，它将把结果返回给DNS客户端。

责任分配

1. DNS递归：DNS服务器承担了全部的解析任务，从接收客户端请求开始，一直到获取到最终的解析结果并返回给客户端，整个过程对客户端来说是透明的，客户端只需等待结果即可。
2. DNS迭代：客户端需要逐步参与查询过程，根据DNS服务器返回的地址信息，依次向不同的DNS服务器发送查询请求，直到获取到最终的结果，每个DNS服务器只负责提供部分信息或指向下一个查询目标，客户端需要自己处理这些信息并继续查询。

适用场景

1. DNS递归：适用于终端用户，如个人电脑、手机等设备访问互联网时的场景，在这种情况下，用户希望简单地输入域名就能获取到对应的IP地址，而不需要关心背后的查询过程，公共DNS服务通常也采用递归查询方式，为用户提供便捷的域名解析服务，例如Google DNS、Cloudflare DNS等。
2. DNS迭代：常用于DNS服务器之间的查询，或者在一些对查询效率和负载分担有较高要求的内部网络环境中，通过迭代查询，可以将查询任务分散到多个DNS服务器上，减轻单个服务器的负载压力，提高整个系统的性能和可靠性。

性能影响

1. DNS递归
   • 优点：对于客户端来说，只需要发送一次查询请求，然后等待结果返回，操作简单方便，而且由于DNS服务器会缓存解析结果，当同一个域名再次被查询时，可以直接从缓存中获取结果，大大提高了查询速度。
   • 缺点：所有的查询任务都集中在DNS服务器上，如果大量的客户端同时发起查询请求，可能会导致DNS服务器负载过高，影响查询性能，如果递归查询的层级过多或者存在DNS别名（CNAME记录链）等情况，可能会导致查询延迟累积。
2. DNS迭代
   • 优点：查询任务被分散到了多个DNS服务器上，避免了单个服务器的负载过高，提高了系统的可扩展性和稳定性，客户端可以根据返回的地址信息进行并行查询，也可以在一定程度上提高查询效率。
   • 缺点：客户端需要参与查询过程，增加了客户端的复杂性，而且每次查询都需要经过多个DNS服务器的转发，相比递归查询，在初次查询时可能会稍微增加一些查询时间。

相关问题与解答

1. 问题：为什么有时候使用递归查询会比迭代查询更快？
   • 解答：在使用递归查询时，客户端只需向本地DNS服务器发送一次查询请求，然后由本地DNS服务器代为完成所有后续的查询步骤，并将最终结果返回给客户端，在这个过程中，客户端不需要关心中间的查询过程，也不需要依次向多个DNS服务器发送请求，所以相对来说操作更简单，等待时间可能更短，而且本地DNS服务器通常会对解析结果进行缓存，当再次查询相同的域名时，可以直接从缓存中获取结果，无需再次进行递归查询，从而大大提高了查询速度，而迭代查询需要客户端依次向不同的DNS服务器发送请求，每次请求都可能会有网络延迟，所以在某些情况下，递归查询会比迭代查询更快。
2. 问题：在什么情况下会选择使用迭代查询而不是递归查询？
   • 解答：当对查询效率和负载分担有较高要求时，会选择使用迭代查询，例如在一个大型的内部网络环境中，有大量的客户端需要同时进行域名解析，如果使用递归查询，可能会导致网络中的DNS服务器负载过高，影响整个网络的性能，而使用迭代查询可以将查询任务分散到多个DNS服务器上，减轻单个服务器的压力，提高系统的可扩展性和稳定性，在一些特定的网络架构或应用场景中，可能需要客户端直接参与查询过程，以便更好地控制查询流程或实现一些特殊的功能，这时也会选择使用迭代查询