深入学习 DNS 域名解析

一、前言

在平时工作中相信大家都离不开 DNS 解析，因为 DNS 解析是互联网访问的第一步，无论是使用笔记本浏览器访问网络还是打开手机APP的时候，访问网络资源的第一步必然要经过DNS解析流程。

二、DNS 是什么

 DNS（域名系统 Domain Name System），它是一个记录域名和Ip地址相互映射的一个系统，是互联网的“电话簿”，负责将人类可读的域名（如 example.com）转换为机器可识别的 IP 地址（如 127.0.0.1）。

其核心功能就是域名解析，能够将用户访问互联网时使用的域名地址转换成对应的IP地址。正向解析：将域名转换为 IP 地址； 反向解析：将 IP 地址转换为域名。 通过域名得到域名对应的IP地址的过程被称为域名解析。DNS运行在 UDP 协议之上，使用的端口为53。

三、DNS 分层结构

DNS 是一个树状分层系统，分为以下层级：

1. 根域名服务器（.）：全球 13 组，管理顶级域（如 .com）。
2. 顶级域服务器（TLD，如 .com、.org）：管理二级域名（如 google.com）。
3. 权威域名服务器：由域名注册商或用户自行管理，存储具体域名的记录（如 A、MX）。

详细结构：

主机名.次级域名.域名.根域名

host.sld.tld.root

主机名	次级域名	顶级域名	根域名
host.	sld.	tld.	root

如上图所示，域名结构是树状结构，树的最顶端代表根服务器，根的下一层就是由我们所熟知的.com、.net、.cn等通用域和.cn、.uk等国家域组成，称为顶级域。网上注册的域名基本都是二级域名，比如 google.com、baidu.com等等二级域名，它们基本上是归企业和运维人员管理。接下来是三级或者四级域名，这里不多赘述。总体概括来说域名是由整体到局部的机制结构。

四、常见 DNS 记录类型

记录类型	用途	示例
A	域名 → IPv4 地址	example.com → 1.1.1.1
AAAA	域名 → IPv6 地址	example.com → 2001:db8::1
CNAME	域名别名（指向另一个域名）	www.example.com → test.example.com
MX	邮件服务器地址	example.com → mail.example.com
TXT	文本信息（如 SPF、DKIM 配置）	"v=spf1 include:_spf.google.com ~all"
NS	指定域名的权威 DNS 服务器	example.com → ns1.example-dns.com
PTR	IP → 域名（反向解析）	1.1.1.1 → example.com
SOA	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

五、DNS 解析流程

如上图所示，详细阐述 DNS 解析流程：

1、首先客户端位置是一台电脑或手机，在打开浏览器以后，输入 http://www.zdns.cn\
，它首先是由浏览器发起一个 DNS 解析请求，如果本地缓存服务器中找不到结果，则首先会向根服务器查询，根服务器里面记录的都是各个顶级域所在的服务器的位置，当向根请求 http://www.zdns.cn 的时候，根服务器就会返回 .cn 服务器的位置信息。

2、​​​​​​递归服务器拿到 .cn 的权威服务器地址以后，就会寻问 cn 的权威服务器，知不知道http://www.zdns.cn 的位置。这个时候cn权威服务器查找并返 http:... 服务器的地址。

3、继续向 http://zdns.cn的权威服务器去查询这个地址，由http://zdns.cn 的服务器给出了地址：202.173.11.10

4、最终才能进行http的链接，顺利访问网站。

5、补充说明，一旦递归服务器拿到解析记录以后，就会在本地进行缓存，如果下次客户端再请求本地的递归域名服务器相同域名的时候，就不会再这样一层一层查了，因为本地服务器里面已经有缓存了，这个时候就直接把 http://www.zdns.cn 的A记录返回给客户端就可以了。

六、DNS 服务类型

常见的 DNS 服务器就是两种：权威解析服务器和递归解析服务器，递归解析服务器也可以叫做localDNS。

权威解析服务器

DNS 权威服务器保存着域名空间中部分区域的数据。如果 DNS 服务器负责管辖一个或多个区域时，称此 DNS 服务器为这些区域的权威服务器。

根权威 DNS 或者二级权威服务器中的资源记录标记被指定为区域权威服务器的 DNS 服务器。通过资源记录中列出服务器，其他服务器就认为它是该区域的权威服务器。这意味着在 NS 资源记录中指定的任何服务器都被其他服务器当作权威的来源，并且能肯定应答区域内所含名称的查询。

递归服务器

递归服务器在正常情况下，初始的时候里面没有任何域名解析数据，里面所有的域名解析数据都来自于它到权威解析服务器的查询结果，一旦查询完毕，递归服务器就会根据TTL时间在本地形成一条缓存记录，并为用户提供DNS解析的查询服务，这是递归服务器的功能。

七、DNS 查询方式

DNS 的查询方式有两种，分为递归查询（recursion）和迭代查询（iteration）。

递归查询

客户端发起一个DNS解析请求，若本地DNS服务器若不能为客户端直接解析域名，则域名服务器会代替客户端（下级服务器）向域名系统中的各分支的上下级服务器进行递归查询，直到有服务器响应回答了该请求后，将该请求结果返回客户端。在此期间，客户端将一直处于等待状态。

迭代查询

客户端（下级服务器）发起一个DNS解析请求后，若上级DNS服务器并不能直接提供该DNS的解析结果，则该上级DNS服务器会告知客户端（下级服务器）另一个可能查询到该DNS解析结果的DNS服务器IP，客户端（下级服务器）再次向这个DNS服务器发起解析请求，如此类推，直到查询到对应的结果为止。

通常递归查询这种方式用于PC机与本地DNS服务器之间的查询，而迭代查询则多用于DNS服务器之间的查询，如下图：

总结

DNS 域名解析是互联网基础服务的重要组成部分，通过易记的名称简化了网络资源的访问。了解DNS 解析的过程和原理对于网络工程师和开发者来说非常重要，它有助于诊断网络问题和优化网络性能。