访问网页时DNS解析失败是什么原因造成的？

当我们每天在浏览器地址栏中输入一个网址，轻轻按下回车键，一个精彩的网页世界便在几秒钟内展现在眼前，这个看似简单的过程背后，隐藏着一个互联网世界中至关重要却默默无闻的基石——DNS，即域名系统，它就像是互联网的“电话簿”或“导航系统”,确保我们能准确无误地找到目的地。

什么是DNS？

DNS的全称是Domain Name System，中文译为“域名系统”，它的核心功能非常明确：将人类易于记忆的域名（如 www.example.com）翻译成计算机能够理解的IP地址（如 184.216.34）。

计算机在网络中通信时，并不认识“www.example.com”这样的字符，它们只认得由数字组成的IP地址，想象一下，如果没有DNS，我们访问任何一个网站都需要记住一长串毫无规律的数字，这无疑会给互联网的使用带来巨大的障碍，DNS的存在，巧妙地解决了这个问题，它充当了人机之间的翻译官,让网络浏览变得直观和便捷。

DNS的工作流程：一次网页访问的幕后之旅

当您在浏览器中输入一个网址并尝试访问时，一场高效而复杂的DNS查询之旅便已启程，这个过程通常在毫秒级别内完成,但对于理解其原理至关重要。

第一步：检查本地缓存

为了提高效率，您的计算机和浏览器会“最近访问过的网站的IP地址,这个过程被称为缓存。

• 浏览器缓存：浏览器首先会检查自己的缓存,看是否已经保存了该域名对应的IP地址。
• 操作系统缓存：如果浏览器缓存中没有，计算机会查询操作系统（如Windows、macOS）的缓存。
• 路由器缓存：在某些网络环境中,路由器也可能缓存DNS记录。

如果在任何一个缓存环节找到了记录，查询便会立即结束，浏览器直接使用该IP地址发起连接,这是为什么重复访问网站会更快的原因。

第二步：向递归DNS服务器发起查询

如果本地缓存中没有找到对应的记录，您的计算机就会将查询请求发送给一个专门的DNS服务器，这个服务器通常被称为“递归DNS服务器”或“本地DNS服务器”，它通常由您的互联网服务提供商（ISP，如中国电信、中国联通）自动分配，您也可以手动设置为公共DNS服务（如Google的8.8.8.8或Cloudflare的1.1.1.1）。

递归DNS服务器接收到请求后，会代替您去完成后续所有复杂的查询工作,并最终将结果返回给您。

第三步：递归服务器的全球查询

如果递归服务器自己的缓存里也没有该记录,它便会开始一场从根到枝的全球查询之旅：

1. 查询根域名服务器：递归服务器首先会向全球13组根域名服务器发起请求，根服务器并不直接知道具体域名的IP地址，但它能管理顶级域名（TLD），如.com、.cn、.org等，它会告诉递归服务器：“你要找的.com域名，请去管理.com的服务器那里查询。”
2. 查询顶级域名（TLD）服务器：递归服务器接着向.com的TLD服务器发送请求，TLD服务器同样不知道具体的IP地址，但它管理着所有注册在该顶级域名下的二级域名（如example.com），它会告诉递归服务器：“你要找的example.com，它的权威域名服务器地址是XXX.XXX.XXX.XXX，请去那里问。”
3. 查询权威域名服务器：递归服务器向example.com的权威域名服务器发起查询，这个服务器是该域名的最终管理者，它保存着最准确的DNS记录，它会查询自己的记录，找到www.example.com对应的IP地址,并将其返回给递归服务器。

第四步：返回结果并缓存

递归服务器收到IP地址后，会将其返回给您的计算机，为了方便下次查询，它会将这个结果缓存一段时间（这个时间由TTL值决定，即Time To Live），您的计算机收到IP地址后，同样会进行缓存，然后浏览器便可以利用这个IP地址与目标网站的服务器建立连接,获取网页数据并呈现给您。

为了更清晰地展示这个过程,我们可以用一个表格来小编总结：

DNS的重要性与常见记录类型

DNS不仅仅是网址的翻译器，它还是整个互联网灵活性和可扩展性的基础，网站所有者可以轻松地将网站迁移到新的服务器（更换IP地址），而用户无需知道任何变化，只需更新DNS记录即可，DNS还支持负载均衡，将访问流量分配到多个服务器,保证网站的稳定性和高性能。

除了将域名指向IP地址的A记录（用于IPv4）和AAAA记录（用于IPv6）外,DNS还有其他几种常见的记录类型：

• CNAME记录：将一个域名指向另一个域名,常用于域名的别名。
• MX记录：邮件交换记录,指定处理该域名电子邮件的服务器地址。
• NS记录：域名服务器记录,指定哪个服务器是该域名的权威服务器。

DNS是互联网运行不可或缺的神经系统，它在幕后默默工作，每一次网页浏览、每一封邮件发送，都离不开它的精准导航，正是这个看似简单却设计精妙的系统，构筑了我们今天所熟知的、稳定而有序的互联网世界。

相关问答FAQs

问题1：为什么有时候更换网络环境（例如从家里Wi-Fi切换到手机热点）后，访问某个网站会变慢甚至暂时无法访问？

解答： 这种现象通常与DNS缓存和解析策略有关，您的设备或之前的网络（如家庭Wi-Fi的DNS服务器）可能缓存了旧的IP地址，切换网络后，新的DNS服务器可能没有这个缓存，需要重新进行完整的全球查询，这会增加几秒钟的延迟，不同的网络运营商（ISP）使用的DNS服务器性能和地理位置不同，解析速度会有差异，某些DNS服务器可能因为网络拥堵或配置问题，导致解析缓慢或失败，一些网站使用了智能DNS解析，会根据您的网络IP返回距离您最近的服务器地址，网络切换后，这个“的服务器发生了变化,也可能导致短暂的连接不稳定。

问题2：我可以自己选择使用哪个DNS服务器吗？这样做有什么好处？

解答： 是的，您完全可以自行选择DNS服务器，通常在您的计算机或路由器的网络设置中，可以手动配置DNS服务器地址,这样做有几个显著的好处：

1. 更快的解析速度：一些公共DNS服务（如Cloudflare的1.1.1.1或Google的8.8.8.8）拥有全球分布的服务器节点和高效的缓存技术，其响应速度可能比您的ISP默认提供的DNS服务器更快,从而加快网页加载的初始速度。
2. 增强的安全性：部分DNS服务提供内置的安全功能，可以自动拦截已知的恶意网站、钓鱼网站和含有恶意软件的域名,为您的上网安全提供第一道防线。
3. 家长控制与内容过滤：一些DNS服务（如OpenDNS）提供内容过滤选项，允许您屏蔽特定类型的网站（如成人内容、社交媒体等）,非常适合有孩子的家庭使用。
4. 绕过地域限制：在某些情况下,使用特定国家或地区的DNS服务器可能有助于访问一些有地域限制的网络服务。