DNS自述：我是如何為域名找到家的

作者：陳樹義 2020-02-10 19:05:46

對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)一代的我們，一出生就學(xué)會(huì)使用電腦。當(dāng)我們對(duì)著瀏覽器地址欄輸入www.baidu.com的時(shí)候，百度的首頁就出現(xiàn)在面前。但你可曾想過，為什么我們輸入www.baidu.com就可以彈出百度首頁?在這彈指一揮間，到底發(fā)生了什么?今天就讓我?guī)銇斫议_這背后發(fā)生的一切。

當(dāng)我們開始之前，我們需要明白：雖然我們每次訪問網(wǎng)頁，都是使用域名的方式(例如：www.baidu.com)。但對(duì)于計(jì)算機(jī)來說，它最終訪問的是域名對(duì)應(yīng)的IP(例如：10.102.201.253)。所以今天我們要講的這一切，其實(shí)就為了說清楚一件事情：DNS是如何為域名找到對(duì)應(yīng)的 IP 地址的。

瀏覽器DNS緩存

當(dāng)我們?cè)跒g覽器地址欄輸入域名后，瀏覽器首先會(huì)去其本身的 DNS 緩存中查找是否有對(duì)應(yīng)域名的記錄。如果有，那么直接訪問對(duì)應(yīng)的服務(wù)器。

不同瀏覽器會(huì)設(shè)置不同的 DNS 緩存時(shí)間，一般來說是 2-30 分鐘之間。如果當(dāng)你修改了系統(tǒng) DNS 緩存后，發(fā)現(xiàn)訪問還是沒生效，你可以嘗試清除下瀏覽器的 DNS 緩存。

系統(tǒng)DNS緩存

當(dāng)瀏覽器在其自身的緩存中找不到對(duì)應(yīng)域名的記錄時(shí)，其將會(huì)去系統(tǒng)的 DNS 緩存中尋找記錄。在 Windows 系統(tǒng)中，DNS 緩存信息存儲(chǔ)在 C:/windows/system32/drivers/etc/hosts中。而在 Mac OSX 系統(tǒng)中，DNS 緩存信息存儲(chǔ)在 /etc/hosts 文件中。

但無論在哪個(gè)系統(tǒng)，該文件的格式都是域名的 IP 地址的映射。每一行是一個(gè)映射，前面是域名對(duì)應(yīng)的 IP 地址，后面是對(duì)應(yīng)的域名。

127.0.0.1 www.baidu.com 
192.168.1.1 www.google.com

如上面的范例所示，其設(shè)置了當(dāng)我們?cè)L問 www.baidu.com 時(shí)，我們直接訪問 127.0.0.1 這臺(tái)機(jī)器。而當(dāng)我們?cè)L問 www.google.com 時(shí)，我們直接訪問 192.168.1.1 這臺(tái)機(jī)器。

所以很多時(shí)候，當(dāng)我們?cè)诒镜卣{(diào)試時(shí)我們可以設(shè)置任意的域名，只要該域名對(duì)應(yīng)的 IP 存在對(duì)應(yīng)的服務(wù)即可。例如像我這樣喜愛寫文章的程序員，我可以寫這樣設(shè)置一個(gè)域名的映射：

127.0.0.1 top-writer.google.com

當(dāng)你的機(jī)子上訪問 top-writer.google.com 的時(shí)候，請(qǐng)求自然就會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到本機(jī)上，即使你并不是這個(gè)域名的所有者。

本地DNS服務(wù)器

如果在系統(tǒng) DNS 也找不到域名的記錄，那么瀏覽器就會(huì)去本地的 DNS 服務(wù)器(LDNS)上尋找該域名的記錄。在這里的 LDNS 一般是指本機(jī)所設(shè)置的 DNS 服務(wù)器地址。例如在我的電腦上，其對(duì)應(yīng)的 DNS 地址為：10.xxx.xxx.253。那么瀏覽器就會(huì)去這個(gè) DNS 服務(wù)器上尋找域名對(duì)應(yīng)的記錄。

如果在 LDNS 服務(wù)器上找到了記錄，那么就直接返回就可以。但如果還是沒找到記錄，那么就得進(jìn)一步深入查找了。

根DNS服務(wù)器

當(dāng) LDNS 服務(wù)器還是招不到域名對(duì)應(yīng)的記錄時(shí)，那么其就會(huì)去根 DNS 服務(wù)器去尋找域名對(duì)應(yīng)的記錄。根 DNS 服務(wù)器全球只有 13 臺(tái)，所以在 LDNS 服務(wù)器建立的時(shí)候，其會(huì)寫死一個(gè)根 DNS 服務(wù)器的 IP 地址列表。

但實(shí)際上根 DNS 服務(wù)器并不存儲(chǔ)所有域名的信息，其只存儲(chǔ)頂級(jí)域名的解析記錄。即對(duì)于我們?cè)L問的域名 www.baidu.com 來說，根 DNS 服務(wù)器并不能告訴我們 www.baidu.com 這個(gè)域名對(duì)應(yīng)的 IP 是多少，它只能告訴我們 .com 這個(gè)頂級(jí)域名應(yīng)該找哪個(gè) DNS 服務(wù)器解析，然后把對(duì)應(yīng)頂級(jí) DNS 服務(wù)器的 IP 地址告訴我們。

頂級(jí)DNS服務(wù)器

我們?cè)L問域名 www.baidu.com 后，根 DNS 服務(wù)器告訴我們可以找對(duì)應(yīng)的 .com 頂級(jí) DNS 服務(wù)器解析。但實(shí)際上頂級(jí) DNS 服務(wù)器只能解析二級(jí)域名的地址，即它只能告訴你：baidu.com 這個(gè)域名應(yīng)該找哪臺(tái) DNS 服務(wù)器去解析。

這里我們從頂級(jí) DNS 服務(wù)器解析 baidu.com 這個(gè)域名得到的 DNS 服務(wù)器，其實(shí)就是你買域名時(shí)用于管理解析的服務(wù)器。而且也是你設(shè)置域名 NS 記錄時(shí)，設(shè)置的 DNS 服務(wù)器的地址。

注：關(guān)于什么是 NS 記錄，可以在公眾號(hào)后臺(tái)回復(fù)「域名解析類型」，查看我寫的另一篇文章。

域名DNS服務(wù)器

上一步我們知道 baidu.com 這個(gè)頂級(jí)域名應(yīng)該找哪臺(tái) DNS 服務(wù)器去解析，其實(shí)這臺(tái) DNS 服務(wù)器就是我們購買域名時(shí)設(shè)置的用于解析的 DNS 服務(wù)器。在這臺(tái) DNS 服務(wù)器上，我們通過設(shè)置一條 A 記錄(A 記錄就是域名到 IP 地址的映射)就可以讓某個(gè)域名與 IP 聯(lián)系起來。

當(dāng)瀏覽器去請(qǐng)求 baidu.com 對(duì)應(yīng)的 DNS 服務(wù)器時(shí)，其會(huì)嘗試尋找解析類型為 A ，并且主機(jī)名為 www 的解析記錄。如果找到了，那么就返回對(duì)應(yīng)的 IP 地址。否則就報(bào)告 DNS 解析錯(cuò)誤，其不會(huì)再去其他 DNS 服務(wù)器上尋找了。

總結(jié)

看到這里，相信大家都清楚了 DNS 尋址的整個(gè)流程了。總的來說，DNS 尋址的順序?yàn)椋?/p>

瀏覽器 DNS 緩存
系統(tǒng) DNS 緩存
本地 DNS 服務(wù)器
根 DNS 服務(wù)器
頂級(jí) DNS 服務(wù)器
域名 DNS 服務(wù)器

如果到最后還是找不到解析記錄，那么就直接報(bào)域名解析錯(cuò)誤。在這個(gè)過程中，我們還可以學(xué)到兩個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，即：

第一，域名 DNS 服務(wù)器就是 NS 記錄設(shè)置的地址。我們?cè)谟蛎?wù)商可以設(shè)置 NS 記錄，將域名托管給另外一臺(tái) DNS 服務(wù)器進(jìn)行解析，這個(gè)時(shí)候頂級(jí) DNS 服務(wù)器注冊(cè)的域名 DNS 服務(wù)器，就是我們 NS 記錄配置的值。

上圖我為 doc.csyimg.com 子域名設(shè)置了一條 NS 解析記錄。那么當(dāng)我訪問 doc.csyimg.com 的時(shí)候，當(dāng)解析到頂級(jí) DNS 服務(wù)器時(shí)，頂級(jí) DNS 服務(wù)器應(yīng)該是返回 csyimg.com 對(duì)應(yīng)的域名 DNS 服務(wù)器地址。接著瀏覽器訪問 csyimg.com 對(duì)應(yīng)的域名 DNS 服務(wù)器時(shí)，發(fā)現(xiàn)是要訪問 doc.csyimg.com 域名，因?yàn)樵O(shè)置了 NS 記錄，于是告訴它去 ns.baidu.com DNS 服務(wù)器上去尋找對(duì)應(yīng)的解析記錄。

注：這里說的找 ns.baidu.com 解析，其實(shí)應(yīng)該是該域名對(duì)應(yīng)的 IP，這里為了表述方便，沒有做過多解釋。

第二，域名最終得到的 IP 地址，是通過域名的 A 解析類型。通過上面的解釋，你會(huì)發(fā)現(xiàn)無論怎樣設(shè)置，最終都會(huì)有一臺(tái) DNS 服務(wù)器去解析該域名。而在該 DNS 服務(wù)器上，必然存在一條解析類型為 A 的解析記錄。如下圖所示，我設(shè)置的是一條針對(duì) hello.csyimg.com 域名的 A 記錄，其指向了 192.168.1.1 這個(gè) IP。如果最終找不到 A 記錄，那瀏覽器就會(huì)報(bào) DNS 解析錯(cuò)誤。