DNS域名解析

1.域名的形式

域名是一个有层次的结构，是一串用“.”分隔的多个单词，最右边的被称为“顶级域名”，然后是“二级域名”，层级关系向左依次降低。

最左边的是主机名，通常用来表明主机的用途，比如“www”表示提供万维网服务、“mail”表示提供邮件服务，不过这也不是绝对的，名字的关键是要让我们容易记忆。

2.域名的解析

2.1DNS核心系统

DNS 的核心系统是一个三层的树状、分布式服务，基本对应域名的结构：

• 根域名服务器（Root DNS Server）：管理顶级域名服务器，返回“com”“net”“cn”等顶级域名服务器的 IP 地址；
• 顶级域名服务器（Top-level DNS Server）：管理各自域名下的权威域名服务器，比如 com 顶级域名服务器可以返回 apple.com 域名服务器的 IP 地址；
• 权威域名服务器（Authoritative DNS Server）：管理自己域名下主机的 IP 地址，比如 apple.com 权威域名服务器可以返回 www.apple.com 的 IP 地址。

在这里根域名服务器是关键，它必须是众所周知的，否则下面的各级服务器就无从谈起了。

有了这个系统以后，任何一个域名都可以在这个树形结构里从顶至下进行查询，就好像是把域名从右到左顺序走了一遍，最终就获得了域名对应的 IP 地址。

例如，你要访问“www.apple.com”，就要进行下面的三次查询：

• 访问根域名服务器，它会告诉你“com”顶级域名服务器的地址；
• 访问“com”顶级域名服务器，它再告诉你“apple.com”域名服务器的地址；
• 最后访问“apple.com”域名服务器，就得到了“www.apple.com”的地址。

2.2如何减轻域名解析的压力

缓存。

首先，许多大公司、网络运行商都会建立自己的 DNS 服务器，作为用户 DNS 查询的代理，代替用户访问核心 DNS 系统。这些“野生”服务器被称为“非权威域名服务器”，可以缓存之前的查询结果，如果已经有了记录，就无需再向根服务器发起查询，直接返回对应的 IP 地址。

其次，操作系统里也会对 DNS 解析结果做缓存，如果你之前访问过“www.apple.com”，那么下一次在浏览器里再输入这个网址的时候就不会再跑到 DNS 那里去问了，直接在操作系统里就可以拿到 IP 地址。

另外，host文件，操作系统里还有一个特殊的“主机映射”文件，通常是一个可编辑的文本，在 Linux 里是“/etc/hosts”，在 Windows 里是“C:\WINDOWS\system32\drivers\etc\hosts”，如果操作系统在缓存里找不到 DNS 记录，就会找这个文件。

有了这些缓存，方便了用户，也减轻了各级 DNS 服务器的压力，效率就大大提升了。

3.基于域名的负载均衡

有两种实现方式：

第一种方式，因为域名解析可以返回多个 IP 地址，所以一个域名可以对应多台主机，客户端收到多个 IP 地址后，就可以自己使用轮询算法依次向服务器发起请求，实现负载均衡。

第二种方式，域名解析可以配置内部的策略，返回离客户端最近的主机，或者返回当前服务质量最好的主机，这样在 DNS 端把请求分发到不同的服务器，实现负载均衡。

4.思考：

在浏览器地址栏里随便输入一个不存在的域名，比如就叫“www. 不存在.com”，试着解释一下它的 DNS 解析过程。

如果因为某些原因，DNS 失效或者出错了，会出现什么后果

1：在浏览器地址栏里随便输入一个不存在的域名，比如就叫“www. 不存在.com”，试着解释一下它的 DNS 解析过程。

第一：拿着域名去浏览器缓存中查找，这里有些疑问，浏览器中缓存在哪里？过期时间大概多久？过期机制是什么？
第二：去操作系统缓存中去查找，同样的疑问，缓存在哪里？过期时间多久？过期机制是什么？怎么确认一下？
第三：去hosts文件中查找，这个文件还好进程修改，那么每个操作系统这个文件都必须在默认的路径下吗？否则就需要全部文件遍历一下啦？
第四：去非权威DNS服务器中查找，到此这些都可以认为是一种缓存思想的运用，把域名和IP的映射关系信息放在更快的存储设备之上，把这份信息放在离用户更近的地方，来加速用户通过域名获取IP的速度。
第五：去根域名DNS服务器中查找，管理顶级域名服务器，返回“com”“net”“cn”等顶级域名服务器的 IP 地址；注意，此时仅拿着根域名去查找，下面的查找过程有一定的层次结构，这样不仅查找的信息少存储的信息也会少，速度也会更快一些
第六：去顶级域名DNS服务器中查找，此时拿的信息是“com”，查找 “不存在.com” ，确实查不到，然后就抛出异常，逐级返回了，最后把找不到的提升信息给到用户——无法访问此网站，找不到www.不存在.com的服务器IP地址
第七：假设第六步找到了，则会继续去二级域名DNS服务器去查找，根据“不存在.com”找“ww.不存在.com”
第八：去权威DNS服务器中找到“ww.不存在.com”对应的IP地址
第九：然后返回，在返回的过程中会更新操作系统缓存，浏览器缓存，不知道非权威DNS服务器中的域名和IP映射信息是怎么进去的，是定时加载嘛？

综合：域名解析的过程

浏览器缓存 -> 操作系统缓存 -> hosts 文件 -> 本地域名服务器 -> 根域名服务器 -> 顶级域名服务器 -> 权威域名服务器
客户端向本地域名服务器获取，是递归查询
本地域名服务器向根域名服务器获取，可以是递归也可是迭代
递归就是你交给别人，让别人查到，在返回给你
迭代就是你找别人要，他叫你去别的地方找

2：如果因为某些原因，DNS 失效或者出错了，会出现什么后果？
会出现“无法访问此网站，找不到www.XXX.com的服务器IP地址”