域名系统

Question

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我们现在已经知道 DNS 跟 IP 之间的关键，而 DNS 服务器将域名转化为 IP 地址的过程就叫域名解析。

目前全世界有几亿个站点，每天发生的 HTTP 流量更是天文数字，而这些请求大多数都是采用域名访问的，所以 DNS 成为了互联网重要的基础设施，必须要保证域名解析的准确、高效。

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：

1.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

2.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；

3.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

这里根域名服务器是关键，目前全世界共有 13 组根域名服务器，又有数百台的镜像，保证一定能够被访问到。

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：

虽然核心的 DNS 系统遍布全球，服务能力很强也很稳定，但如果全世界的网民都往这个系统里挤，即使不挤瘫痪了，访问速度也会很慢

所以在核心 DNS 系统之外，还有两种手段用来减轻域名解析的压力，并且能够更快地获取结果，基本思路就是“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，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。

小结

域名使用字符串来代替 IP 地址，方便用户记忆，本质上一个名字空间系统；

域名解析可以将域名转化成 IP 地址。DNS 就像是我们现实世界里的电话本、查号台，统管着互联网世界里的所有网站，是一个“超级大管家“。

全世界有13台重要的根域名服务器保存顶级域名的ip 地址，域名会从右往前查找 ip 地址，对应域名服务器就是根域名服务器==>顶级域名服务器（com查apple.com）==>权威域名服务器（apple.com查 www.apple.com）

DNS 是一个树状的分布式查询系统，但为了提高查询效率，外围有多级的缓存

常见的两种缓存方法分别是