DNS四层到底是什么，它和七层应用DNS有何区别？

在浩瀚的数字世界中，我们每天通过浏览器访问网站、发送邮件、使用各种App，背后都依赖一个看似无形却至关重要的系统——域名系统（DNS），它如同互联网的“电话簿”，负责将我们易于记忆的域名（如www.example.com）翻译成机器能够理解的IP地址（如93.184.216.34），为了高效、准确地完成这项全球性的翻译任务，DNS的运作被巧妙地设计成一个分层级的查询体系，这个体系常被通俗地理解为“DNS四层”，它并非指网络协议栈中的四层模型，而是描述一次完整DNS解析过程中所经过的四个逻辑层级，理解这四个层级,就如同掌握了互联网导航的奥秘。

第一层：旅程的起点——本地DNS解析器

当您在浏览器地址栏输入一个网址并按下回车键时，DNS解析的旅程便从您的设备内部悄然开启，这第一站就是本地DNS解析器，它通常以两种形式存在：一种是您操作系统内置的解析器，另一种是您网络服务提供商（ISP）或您手动配置的公共DNS服务器（如Google的8.8.8.8或Cloudflare的1.1.1.1）。

本地解析器的首要任务是检查自身的缓存，浏览器缓存、操作系统缓存以及路由器缓存都会被依次查询，如果之前访问过该域名，且其对应的DNS记录尚未过期（TTL，生存时间），解析器会直接返回缓存的IP地址，整个过程几乎瞬时完成，这极大地提升了访问速度，并减轻了上层服务器的负担，如果在所有本地缓存中都未找到记录，本地解析器将肩负起“代客查询”的重任，开始向上层服务器发起递归查询,誓要找到最终答案。

第二层：全球体系的“总机”——根域名服务器

如果本地缓存未命中，本地解析器的第一个外部请求会发往根域名服务器，全球共有13组根服务器（逻辑上是13个，但物理上通过数百台镜像服务器分布在世界各地，由不同机构管理）,它们是DNS层级结构的顶端。

根服务器并不直接存储任何域名的具体IP地址，它的作用更像一个“总机”或“导航中心”，当它收到查询请求（www.example.com的IP是什么？”）时，它不会直接回答，而是返回一个指向下一级服务器的地址，它会告诉本地解析器：“我不知道www.example.com的地址，但我管理着所有的顶级域（TLD），com，你去问问.com的顶级域服务器吧，这是它们的地址。” 这种指引性的回答,是DNS分层查询效率的关键。

第三层：按域分类的“导航员”——顶级域服务器

收到根服务器指引后，本地解析器会转向对应的顶级域（TLD）服务器，TLD服务器负责管理特定顶级域下的所有域名，com服务器负责所有以.com结尾的域名，.org服务器负责所有以.org结尾的域名，还有国家代码顶级域如.cn、.jp等。

与根服务器类似，TLD服务器同样不存储最终的IP记录，它的角色是更精细的“导航员”，当.com服务器收到“www.example.com”的查询时，它会查询自己的数据库，找到管理“example.com”这个域名的权威域名服务器信息，然后回复本地解析器：“我不知道www.example.com的确切IP，但管理example.com域名的权威服务器在这里，这是它们的地址。”

第四层：最终答案的“保管者”——权威域名服务器

这是DNS查询之旅的最后一站，权威域名服务器是由域名所有者（如企业或个人）自己指定的服务器，它存储着该域名下所有记录的最终、权威信息，这些记录不仅包括将域名指向IP地址的A记录（IPv4）或AAAA记录（IPv6），还可能包括邮件交换记录（MX）、别名记录（CNAME）、文本记录（TXT）等。

当本地解析器向example.com的权威服务器发起查询时，这台服务器会直接在其记录中查找www.example.com，并将找到的IP地址返回给本地解析器，至此，递归查询完成，本地解析器将这个来之不易的IP地址返回给您的操作系统，操作系统再将其交给浏览器，浏览器终于拿到了通往目标服务器的“门牌号”，开始建立连接，加载网页内容，本地解析器会根据该记录的TTL值，将结果缓存起来,以便下次响应相同或同一网络内其他用户的请求。

为了更清晰地展示这一流程,我们可以用一个表格来小编总结：

这四层结构环环相扣，形成了一个既分散又统一的全球分布式数据库系统，它通过层级分解和缓存机制，巧妙地平衡了管理的集中性与查询的效率，确保了全球数十亿个域名请求能够被快速、准确地解析,是整个互联网能够顺畅运行的基石之一。

相关问答FAQs

问题1：DNS解析每次都必须走完这四层吗？

解答： 不一定，这四层是完整解析的逻辑路径，但实际情况中，由于缓存机制的存在，很多查询会在中途“短路”，最常见的“短路”发生在第一步——本地DNS解析器，如果您或您网络中的其他人最近访问过同一个域名，且其DNS记录的TTL（生存时间）尚未过期，那么本地解析器会直接从自己的缓存中返回结果，无需再向上层的根、TLD和权威服务器发起查询，这种缓存机制极大地提升了DNS解析速度，并显著降低了全球DNS服务器的负载，只有当本地缓存中没有相关记录时,解析器才会按部就班地走完后续的查询流程。

问题2：什么是递归查询和迭代查询？它们在DNS四层中是如何体现的？

解答： 递归查询和迭代查询是DNS查询的两种基本模式。

• 递归查询：指查询方发出请求后，要么得到最终答案，要么返回错误信息，中间过程全部由被查询的服务器负责，在我们的场景中，您的设备向本地DNS解析器发出的查询就是递归查询，您的设备只管要结果，本地解析器必须负责搞定一切,直到找到IP地址为止。

• 迭代查询：指查询方发出请求后，如果被查询的服务器没有直接答案，它不会代为查询，而是返回一个能够解答该查询的其它服务器的地址，让查询方自己去下一步查询，本地DNS解析器与根、TLD、权威服务器之间的交互就是迭代查询，根服务器不直接给答案，而是“指路”给TLD服务器；TLD服务器再“指路”给权威服务器。

本地解析器对客户端是递归的，而对上层服务器是迭代的，它作为客户端的“全权代理”，承担了所有繁琐的迭代查询工作,最终将一个简洁的结果呈现给用户。