什么是 DNS？不同类型的 DNS服务器

域名系统 (DNS) 服务器是专门用于将网站主机名与其对应的 Internet 协议或 IP地址进行匹配的服务器。DNS服务器包含公共 IP地址及其相应域名的数据库。根据 IPv4 或 IPV6 协议，连接到 Internet 的每个设备都有一个唯一的 IP地址，有助于识别它。托管网站的 Web 服务器也是如此。

什么是 DNS？

DNS 是一个记录域名和 IP地址的系统，它允许浏览器找到与输入的主机名 URL 对应的正确 IP地址。当我们尝试访问一个网站时，我们通常会在网络浏览器中输入他们的域名。但是，Web 浏览器需要知道确切的 IP地址才能加载网站内容。DNS 将域名转换为 IP地址，以便可以从网站的服务器加载资源。有时，网站可以有多个 IP地址对应一个域名。例如，像谷歌这样的大型网站会让用户从世界遥远的地方查询服务器。即使在浏览器中输入的站点名称相同，来自新加坡的计算机尝试查询的服务器可能与来自多伦多的另一台计算机尝试访问的服务器不同。这就是 DNS缓存的用武之地。

DNS缓存

DNS缓存是将 DNS 数据存储在靠近请求客户端的 DNS 记录上的过程，以便能够更早地解析 DNS 查询。这避免了进一步向下链的额外查询的问题，并缩短了网页加载时间并减少了带宽消耗。 DNS 记录存储在 DNS缓存中的时间称为生存时间或 TTL。这段时间很重要，因为它决定了 DNS 记录的“新鲜度”以及它是否与 IP地址的最近更新相匹配。DNS缓存可以在浏览器级别或操作系统（OS 级别）完成。

浏览器 DNS缓存：由于 Web 浏览器通常会将 DNS 记录存储一段时间，因此它通常是用户创建 DNS 记录时首先检查的位置。在浏览器上，检查 DNS缓存和向 IP地址发出 DNS 请求所涉及的步骤较少。

操作系统 (OS) 级 DNS缓存：一旦 DNS 查询离开最终用户的机器，寻找匹配项的下一站就是操作系统级别。操作系统内部的一个进程，称为“存根解析器”，检查它自己的 DNS缓存，看看它是否有记录。如果不是，则将查询从本地网络发送到 Internet 服务提供商 (ISP)。

DNS 如何工作？

DNS 负责将主机名（我们通常称为网站或网页名称）转换为 IP地址。输入域名的行为称为 DNS 查询，查找相应 IP地址的过程称为 DNS 解析。

DNS 查询可以分为三种类型：递归查询、迭代查询或非递归查询。

• 递归查询 —— 这些查询是 DNS服务器必须以请求的资源记录进行响应的查询。如果找不到记录，则必须向 DNS 客户端显示错误消息。
• 迭代查询 —— 这些查询是 DNS 客户端将继续请求来自多个 DNS服务器的响应，直到找到最佳响应，或者出现错误或超时。如果 DNS服务器无法找到查询的匹配项，它将引用对域命名空间的较低级别具有权威性的 DNS服务器。然后 DNS 客户端会查询此引用地址，并且此过程会继续使用其他 DNS服务器。
• 非递归查询 —— 这些查询在请求的资源可用时由 DNS 解析器解析，要么是由于服务器是权威的，要么是因为资源已经存储在缓存中。

不同类型的 DNS服务器

输入 DNS 查询后，它会在解析之前通过几个不同的服务器，而无需任何最终用户交互。

• DNS 递归：这是一个专门设计用于接收来自客户端机器的查询的服务器。它跟踪 DNS 记录并发出额外请求以满足来自客户端的 DNS 查询。当请求的资源在查找过程的早期返回到递归时，可以通过 DNS缓存减少请求的数量。
• 根名称服务器：该服务器负责将人类友好的主机名转换为计算机友好的 IP地址。根服务器接受递归者的查询并将其发送到下一阶段的 TLD 名称服务器，具体取决于查询中看到的域名。
• 顶级域 (TLD) 名称服务器：TLD 域名服务器负责维护有关域名的信息。例如，它们可能包含有关以“.com”或“.org”结尾的网站或“www.example.com.uk”、“www.example.com.us”等国家级域的信息。TLD 名称服务器将从根服务器获取查询并将其指向与查询的特定域相关联的权威 DNS 名称服务器。
• 权威域名服务器：在最后一步中，权威 DNS 名称服务器会将 IP地址返回给 DNS 递归器，该递归器可以将其中继到客户端。这个权威 DNS 名称服务器是位于查找过程底部的一个，用于保存 DNS 记录。将这些视为过程中的最后一站或最终权威的真相来源。

DNS 查找与 DNS 解析器

DNS服务器返回 DNS 记录的过程称为 DNS 查找。它涉及从 Web 浏览器到 DNS服务器上的 DNS 查找过程并再次返回的主机名查询。DNS 解析器是处理 DNS 查找过程的第一步的服务器，它启动一系列步骤，以将 URL 转换为用于加载网页的 IP地址结束。

首先，用户输入的主机名查询从 Web 浏览器传输到 Internet，并由 DNS 递归解析器接收。然后，递归 DNS服务器查询 DNS 根服务器，该服务器将 的地址响应给负责存储域的 TLD 服务器。

然后，解析器向相应域的 TLD 发出 DNS 请求，并接收域名服务器的 IP地址。作为最后一步，递归 DNS服务器查询域名服务器并返回 IP地址以发送到 Web 浏览器。完成此 DNS 查找过程后，浏览器可以通过 HTTP 请求请求单个网页。

这些步骤构成了标准的 DNS 查找过程，但可以通过 DNS缓存来缩短它们。DNS缓存允许将 DNS 查找信息本地存储在浏览器、操作系统或远程 DNS 基础设施上，这允许跳过某些步骤以加快加载速度。