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详解 DNS 解析的工作原理和流程

作者:国科云
  • 2025-03-07
    北京
  • 本文字数:1502 字

    阅读完需:约 5 分钟

日常工作生活中,当我们在浏览器地址栏中输入一个网址,如“www.example.com”,就能直接访问到对应的网站内容,这一过程看上去简单又理所当然,其实背后却涉及众多复杂的技术环节,其中DNS解析就是关键之一。

什么是 DNS?

DNS,即 DomainNameSystem(域名系统),它可以被看作是互联网的“电话簿”。在现实生活中,我们通过电话号码来联系特定的人,而在互联网上,计算机之间则通过 IP 地址进行通信。然而,IP 地址通常是一串难以记忆的数字,例如“192.168.1.1”,对于用户来说,记住这样的数字组合是非常困难的。DNS 的出现解决了这一难题,它将人们易于记忆的域名(如“www.example.com”)与计算机能够识别的 IP 地址进行映射关联,这个过程被称为 DNS 解析。

DNS 服务器的分层结构

DNS 解析由分布于全球的多个层级的 DNS 服务器相互协作共同完成。根据作用和层级不同,可以把 DNS 服务器分为四种:

LocalDNS 服务器:又被称为本地 DNS 服务器或递归 DNS 服务器,LocalDNS 服务器是客户端和根域 DNS 服务器之间的中介,浏览器发出解析请求后,首先会请求 LocalDNS 服务器,LocalDNS 服务器负责向更高级别的 DNS 服务器发起查询请求。

根域 DNS 服务器:根域 DNS 服务器是 DNS 系统的最高级别,它负责返回顶级域 DNS 服务器的地址。

顶级域 DNS 服务器:顶级域 DNS 服务器负责返回次级域 DNS 服务器的地址。例如,对于“.com”域名,顶级域 DNS 服务器会返回负责“.com”域名的次级域 DNS 服务器地址。

权威域 DNS 服务器:权威域 DNS 服务器存储特定域名的 DNS 记录,并返回相应的 IP 地址给 LocalDNS 服务器。LocalDNS 服务器再将结果返回给客户端。

DNS 解析流程

DNS 解析的过程实际上是一个逐步查询的过程。当用户在浏览器中输入一个域名并按下回车键时,首先,用户的计算机(本地 DNS 客户端)会检查自己的本地缓存,看是否已经存在该域名对应的 IP 地址记录。如果存在,那么解析过程就此结束,浏览器可以直接使用该 IP 地址去访问对应的网站。但如果本地缓存中没有找到匹配的记录,就需要进行下一步查询。

本地 DNS 客户端会向 localDNS 服务器发起查询请求。localDNS 服务器一般由用户的网络服务提供商(ISP)提供,它同样会先检查自己的缓存。若缓存中有该域名的 IP 地址,就将其返回给本地 DNS 客户端。若 localDNS 服务器缓存中也没有相关记录,它就会开始递归查询过程。

localDNS 服务器会向根域名服务器发送查询请求。根域名服务器并不直接存储域名与 IP 地址的映射信息,它会告诉 localDNS 服务器去哪个顶级域名服务器进行下一步查询。

顶级域名服务器负责管理特定顶级域名(如.com、.net、.org 等)下的域名信息。比如,example.com 就请求.com 顶级域名服务器,example.cn 就请求.cn 顶级域名服务器。localDNS 服务器根据根域名服务器的指示,向相应的顶级域名服务器发送查询请求。顶级域名服务器则会告知 localDNS 服务器负责该目标域名的权威域名服务器的地址。

最后,localDNS 服务器向权威域名服务器发送查询请求,权威域名服务器存储着该域名精确的 IP 地址信息,它将这个 IP 地址返回给 localDNS 服务器,localDNS 服务器再将其返回给本地 DNS 客户端,至此,DNS 解析过程完成。

DNS 解析有什么作用?

DNS 解析在互联网中的作用是多方面的。

DNS 解析最主要的作用就是提高了用户访问互联网的便利性,让人们无需记住复杂的 IP 地址,只需通过简单易记的域名就能轻松访问网站。

其次,DNS 解析也为网站的运营和管理提供了灵活性。例如,当网站的服务器 IP 地址发生变化时,只需要在权威域名服务器上修改域名与新 IP 地址的映射关系,而用户无需做任何操作,仍然可以通过原来的域名正常访问网站。

此外,DNS 还可以用于实现负载均衡,通过将同一个域名解析到多个不同的 IP 地址,将用户的访问请求分散到多个服务器上,提高网站的访问性能和稳定性。

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