开发者都应该了解的DNS知识

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什么是 DNS

在介绍域名前，我们先来看看为什么需要域名？

域名易读易记
网络中的计算机是通过IP去定位资源的，但是IP难读难记，对人不友好；所以就设计了一套通过域名查找IP的解析系统。
域名可以与IP解耦
企业或单位的域名通常是固定的，但是随着业务逐渐发展, 服务弹性伸缩和负载均衡高可用等因素，使得同一个域名不同用户解析出的 IP 可以是不一样的，所以域名也可以保证与 IP 的解耦。
此外，DNS解析作为网络请求过程的第一步，DNS 解析的性能很重要，需要设置合理的 DNS 解析架构。

那什么是 DNS 呢？

DNS (Domain Name System)，直译就是域名系统，它所提供的服务是将域名转换为主机 IP 地址，这一过程我们称为域名解析。

DNS 本质是为了维护域名和 IP 的映射关系的服务

DNS 分为了公网的 DNS 服务和私有的 DNS 服务。

DNS相关术语

注册局：域名注册局是管理顶级域名的组织，它们创建域名后缀，设置域名规则，并与注册商合作向公众出售域名，如 VeriSign 管理 .com 域名，CNNIC 管理 .cn 域名
注册商：域名注册商是经过认证可向公众销售域名的组织，如 GoDaddy，万网等
权威 NS 记录：域名服务器记录，用来指定该域名由哪个 DNS 服务器来进行解析。若不指定，默认一般由注册商的 DNS 服务器提供免费的域名解析服务

域名结构

比如一个域名 mail.tsinghua.edu.cn. 这个域名分为了几个层次，比如根., 顶级域名 cn，二级域名 edu，三级域名 tsinghua，四级域名 mail，如下图所示：

根域名服务器: 根级 DNS 服务全球一共有 13 集群，其中 10 个在美国，其他分别在英国、瑞典、日本。根服务器主要用来管理互联网的主目录。大部分采用 anycast + BGP 方式管理服务集群，anycast 技术可以是的多台服务对外暴露同一个 IP 地址，由路由层面的 BGP 机房选择一个就近的服务器进行解析任务。根域名服务器存储了顶级的 NS(name server) 服务器列表。

顶级域名服务器：顶级域名主要描述该域名的性质，一是国家和地区顶级域名（ccTLDs），目前200多个国家都按照ISO3166国家代码分配了顶级域名，例如中国是cn，日本是jp等；二是通用顶级域名（gTLDs），例如表示工商企业的.com，表示网络提供商的 .net，表示非盈利组织的 .org 等。三是新顶级域名（New gTLD）如通用的 .xyz、代表“高端”的 .top、代表“红色”的 .red、代表“人”的 .men 等一千多种。

二级域名服务器：二级域名一般是指域名注册人选择使用的名称，如 yahoo．com；上网的商业组织通常使用自己的商标、商号或其他商业标志作为自己的网上名称，如“microsoft．com”。二级以上的域名都是非注册类型的域名可以每一个服务自己去定义。

权威域名服务器：权威域名服务器指提供 IP 解析能力的DNS，或者能够控制最终 IP 地址解析的服务器，一般是二级域名服务器。

Local DNS: 用户上网需要通过 ISP(互联网服务提供商, 比如电信、网通等) 的网络接入互联网, ISP 会分配给用户一个 DNS 服务器，该服务器就是 Local DNS。Local DNS 能够不断迭代 根NS、顶级NS、权威 NS，直到能够解析出该域名 IP 后返回给用户。

DNS 解析原理

用户接入 ISP 提供的网络后，会给用户分配一个 ISP 提供的解析 DNS 的 IP 地址，称为 Local DNS

用户在浏览器中输入网址开始访问 www.aaa.com 首先会将 www.aaa.com 进行域名地址的解析工作，解析成 IP 地址。
浏览器会从本地缓存中查看是否有 www.aaa.com 域名 DNS 解析缓存，浏览器DNS缓存一般是 1min 左右(不同的浏览器不一致), 同时对于 chrome 浏览器你可以通过 chrome://net-internals/#dns 链接清除浏览器本地缓存的 DNS 解析。如果没有对应域名的缓存，会继续访问设备上本地 host。
本地 host 是一个域名和 IP 的映射表，在 Linux 里位于 `/etc/hosts` 文件中，在 Windows 里是位于 “`C:\\WINDOWS\\system32\\drivers\\etc\\hosts`” 文件中。如果没有对应的域名映射，则浏览器的网络模块会读取设备被分配的 Local DNS 地址，给 ISP 分配的 Local DNS 发送域名解析请求，要求 Local DNS 对 [www.aaa.com](http://www.aaa.com "http://www.aaa.com") 地址进行解析，最终给浏览器解析的 IP 地址或者解析错误日志信息。
Local DNS 一般在电脑网络适配器属性中可以查看，当然我们也可以修改 Local DNS，比如改写成 8.8.8.8，或者公司内部的 DNS 解析服务。Local DNS 收到用户的请求后，会根据域名的结构，从根NS **迭代** 地请求各个 NS 得到最终的 IP 。Local DNS 服务器中保存了 13 处根域名服务器地址(几乎根域名服务器地址是不会更换的)。Local DNS 会将 www.aaa.com 地址解析请求发送给一个就近的根域名服务器。
根域名服务器发现这个域名是属于 .com 顶级域名下的，则返回 .com 顶级NS列表和 IP 地址给 Local DNS 。Local DNS 得到顶级 NS 列表后，进一步选择一个就近的顶级 NS 服务器，去请求解析结果。
顶级 NS 接收到来自 Local DNS 请求后，发现这是来自于 .aaa 这个二级域名下的，它把在它这里登记注册的 aaa.com NS列表返回给 local DNS。此时返回一个 CNAME 地址 www.aaa.lxdns.com。
local DNS 发现返回的 NS 列表中通过 NS 策略选择出一个 CNAME 记录，所以就是用 www.aaa.lxdns.com 地址继续重复 4 5 6 步骤直到请求到 lxdns.com NS。
在 lxdns.com NS 中成功解析出 www.aaa.lxdns.com A 记录，将 IP 1.1.1.1 返回给 Local DNS，Local DNS 返回给浏览器，浏览器发起到 1.1.1.1 的 http 请求加载内容。