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在解答 http请求的细节时候，绕不过DNS，我认为这个知识点属于边缘知识，大致知道用来转换域名和IP即可。但如果要考虑优化细节，绕不过DNS的原理解析。

这篇文章尝试用自己的想法陈述DNS。

理论知识

DNS是什么，DNS如何工作？

Domain Name System。这种网络协议可以把 域名 转化成 IP，因为人记不住IP，但是IP是必不可少，因此DNS在域名和IP之间做转换。

三个关键点：

  • 本地DNS服务器 Local DNS
  • 权威DNS
  • 根DNS

本机拿到了域名网络请求，会向本地的LDNS发起请求，LDNS联网询问 权威DNS，有时候问一个不够，需要问一大圈才能得到答案。

权威DNS收到查询可能没缓存，需要问其他权威DNS。

如果完全没有缓存，LDNS会问根DNS，根来告诉LDNS下一步。

根DNS

全球13个根服务器。美国10个，英国1，瑞典1，日本1。为啥是13这个数字，问就是历史原因和技术原因。 DNS主要使用UDP传输报文，报文大小限制在512字节以内，这个尺寸足够小，每一个根DNS在DNS报文 算了，不太懂。 但13，是逻辑概念，实际上每个根DNS背后有多台物理服务器。每个根有若干镜像。

有人统计过，我国的根镜像，超过28个，这意味着，我们的对根DNS的请求不需要出国，自己有镜像。如果美国要封杀中国的域名，我们有镜像域名，可以不受干扰。其他国家和地区可以选择拒绝同步美国的操作，影响范围就可以缩小到只有美国访问不到。

反过来推，中国也可以拒绝解析国外的域名，其他地区自然不干，影响范围也会缩短为我国访问不到。

理论工作流程

www.baidu.com 这个域名： com 根域名 + baidu.com 二级域名 + www.baidu.com 三级域名

权威DNS：对请求作出权威回答，权威DNS存着多种记录，常见的有：

  • A记录，记录域名和ip的映射 核心
  • NS记录，记录域名和负责解析该域的权威DNS，一般是域名服务商提供
  • CNAME记录，记录域名和别名。

问权威DNS能回答的，就是A记录。
需要问其他权威DNS的就是NS记录，让LDNS再去找其他权威DNS问
如果是别名，就返回CNAME，LDNS再去解析别名，比如CDN的场景

递归DNS，通常就是LDNS，它收到域名请求，负责问一圈，返回答案。

如果完全没缓存，我们访问 www.baidu.com. （注意最后的点） 获取ip：

  • LDNS问根DNS，域名的ip是多少（根DNS的ip如何得知？一般内置
  • 根DNS没有（也就是 . 点），去问 com的DNS，给你com的DNS的ip，这里走NS记录
  • LDNS去问com权威DNS，通过查找找 baidu.com 的权威DNS，得到IP，可能会多个
  • LDNS继续问baidu.com 的权威DNS，这时候会返回a记录，或者cname。如果是前者就拿到了ip
  • 如果是后者，还需要对别名进行查询
  • 最终，LDNS得到了IP

image.png

实际情况

以上是教科书的回答，实际中有缓存，就不会这么麻烦了：

加入还是 www.baidu.com.

  • 浏览器会先看自己有没有缓存，如果没有就去问操作系统，如果没有去问hosts，再没有才找LDNS
  • LDNS也会先自己找，如果没有A记录，就看看 baidu.com 是否存在NS记录，在没有，去看 com，如果来 com的NS都没有才去问根

有趣的问题

如果你购买过域名，或者使用过 DNSPod 这类网站，肯定也了解 A记录（记录IP），NS 转发，CNAME别名，三者的作用。

DNS和前端有啥关系，如何优化？

我们解析DOM生成DOM tree时候，会首先阅读到 head里的meta标签，其中有一个 dns-prefetch 的属性。

因为我们一般会分离资源，使用多个域名加载资源，比如 img.xx.com file.xx.com api.xx.com 等，通过在DOM解析时候就发起DNS预解析，等到真正使用其他域名时候可以享受加速DNS的过程。详见 MDN文档 https://developer.mozilla.org/zh-CN/docs/Controlling_DNS_prefetching

DNS用到了什么算法原理？

真不懂。DNS 的查找过程利用了递归、迭代？

也似乎是 优选策略 https://developer.aliyun.com/article/622410 看不懂的。似乎是A B 两个，选择一个进行工作，如果A不行，就换B。

DNS会解析失败吗？

会。比如自定DNS解析服务器时候写错了，有可能失败。

还有DNS劫持，有的小服务商会劫持DNS，给你一个假的IP，让你访问页面多带了垃圾广告，甚至使用iframe来包裹要访问的地址。

咳咳，有一种更为强大的力量可以污染DNS，那就是xxx，会返回错误的地址，也就访问不了。后面也有升级，这知识一个前菜，可以通过hosts的方式绕过。

一个域名对应一个ip地址吗？CNAME 有啥用？

这里有CNAME的概念，我们访问 baidu.com ，百度不是就一台机器，而是无数台，对应无数个IP，会从中选一个IP来使用。

这里就用到了CDN的概念。现在一般用来解析CDN，用于负载均衡，把响应最快的节点返回给用户。

UDP 的使用场景之一：DNS解析

DNS解析的大部分场景使用UDP来完成解析，因为UDP连接速度快，携带内容轻量，适合解析。

UDP协议传输大小数据区限制；局域网1472字节，互联网548字节

小聪明：DNS也有一个地方用到了tcp，那就是区域传送。啥是区域传送zone transfer？
DNS规范定义了两种类型的DNS服务器，主DNS和辅助DNS，辅助DNS读取同步主DNS时候用到的是TCP协议。因为可靠。

我电脑上不了网，但可以用QQ？

多半是DNS没设置好，进入 internet选项设置ipv4设置就好。电脑管家也会这样操作。QQ为啥是好的？直接访问的就是腾讯服务器的IP

利用 dig 命令来查看解析过程

dig www.tmall.com 这是Linux 的一个命令，展示解析域名的过程

image.png

  1. 观察 Question section 的下一行。三个参数。第一个域名，第二个写死IN，查询A记录
  2. 观察中间那里 Answer section 的下一行。回答了三个，其中两个a，一个cname，使用CNAME是为了CDN

dig +trace www.tmall.com 可以看到所有的解析过程

会从根域名开始查起。

本文参考资料：