什么是 DNS？域名系统是如何工作的

域名系统（DNS）对于网页浏览至关重要，但很少有人了解其工作原理。你是否曾好奇，浏览器是如何在浩瀚的互联网文档中精准定位并为你呈现正确页面的？那么这篇文章将为你解答。

什么是 DNS？

域名系统（DNS）是一种被广泛认可的机制，用于识别和定位所有可通过网络访问的页面和内容。它将人类可读的 URL（例如 shopify.com）翻译并连接至机器可读的数字，即 IP 地址（例如 23.227.38.65）。用户的浏览器使用此 IP 地址来检索网站内容。

DNS 还用于许多不那么显而易见的用途：例如将域名连接到电子邮件提供商、确认域名所有权等。独立 UX/UI 设计师 Dave Smyth 补充道。

DNS 由 Paul Mockapetris 和 Jon Postel 于 1983 年作为 ARPANET 项目的一部分创建。当时，计算机只能通过数字进行通信，浏览器需要网站的 IP 地址才能访问它。DNS 成为了连接桥梁，充当着虚拟电话簿的角色，用于存储域名及其对应的 IP 地址。

DNS 如何工作？

DNS 就像互联网的电话簿。它通过一系列快速而复杂的互联网协议，为您定位并提供您所需的页面。当您在网页浏览器中输入 URL 时，DNS 会将其转换为唯一的互联网协议（IP）地址，类似于电话号码。任何连接到互联网的设备——无论是用于托管网站还是浏览网站——都拥有一个 IP 地址。

什么是 DNS 查询？

DNS 查询（或 DNS 请求）是从用户设备（称为 DNS 客户端）发送到 DNS 服务器的信息请求。最常见的 DNS 查询类型是请求与特定域名关联的 IP 地址。

例如，如果您想访问 shopify.com，您的计算机会向 DNS 服务器发送 DNS 查询，以获取该站点的 IP 地址。DNS 服务器会回复该 IP 地址，您的计算机便利用它与您连接的 Shopify 网站建立联系。整个过程在几秒钟内即可完成。

什么是 DNS 服务器？

DNS 服务器是一台将域名转换为 IP 地址的计算机，是互联网的关键组成部分。浏览器向 DNS 服务器发送请求以查找域名的 IP 地址，然后您就能访问目标网站。

DNS 服务器通过称为 DNS 解析的过程工作。客户端（即用户设备）发出针对“A 记录”的 DNS 查询，这本质上是一张将域名与 IP 地址关联起来的映射图。加载网页时涉及四种类型的 DNS 服务器：

1. DNS 递归解析器（也称为递归解析器）
2. 根域名服务器
3. 顶级域名（TLD）名称服务器
4. 权威名称服务器

DNS 递归解析器

DNS 递归解析器（或递归解析器）是 DNS 查询的第一步。可以将递归解析器想象成一个大型档案仓库的前台接待员。它接收来自浏览器的 DNS 解析查询，然后向其他几台服务器发送自己的 DNS 请求，以查找您所需的信息。

根域名服务器

根域名服务器是递归解析器在 DNS 查找过程中查询的第一台服务器。DNS 根域名服务器接收来自递归解析器的请求，并返回包含递归解析器正在查找信息的顶级域名（TLD）名称服务器列表。

TLD 名称服务器

TLD 名称服务器负责维护所有共享相同扩展名（如 .com 或 .net）的域名的信息，这些域名统称为顶级域名。在收到根域名服务器的响应后，DNS 递归解析器会查询相应的 TLD 名称服务器，后者会返回适当的权威名称服务器。

权威名称服务器

权威名称服务器回答 DNS 递归解析器的初始查询，回复该网页的 IP 地址——如果找不到，则返回错误消息。

一旦解析器获得了所请求网页对应的 IP 地址，它就可以将该信息发送给 Web 浏览器，从而显示所请求的网页。

DNS 和 IP 地址有什么区别？

DNS 将用户请求的域名转换为 IP 地址。IP 地址是该域文件所在的数字位置。

什么是 DNS 缓存？

当 DNS 客户端在本地存储 DNS 记录时，称为 DNS 缓存。缓存使客户端能够获取与给定域名关联的网页信息，而无需执行 DNS 查询。

域名系统还对所有 DNS 记录实施生存时间（TTL），指定客户端可以缓存记录的时长。TTL 值在缓存过程中存储，使得记录在指定时间段过后自动从缓存中删除。

DNS 查询有哪些类型？

有三种类型的 DNS 查询：递归、迭代和非递归。

递归查询

在递归查询中，DNS 客户端提供主机名，并要求递归 DNS 服务器（DNS 解析器）返回正确的资源记录或表示无法检索到记录的错误消息。

迭代查询

在迭代查询中，DNS 客户端提供主机名，并允许 DNS 解析器返回它能提供的最佳答案。DNS 解析器可以通过返回缓存的 DNS 记录（如果有）或将 DNS 客户端指向根服务器或最接近所需 DNS 区域的权威 DNS 服务器来响应。

然后，递归解析器向提供的 DNS 名称服务器查询匹配项。此过程沿着服务器命令链向下进行，直到获得答案、错误或超时为止。

非递归查询

在这种类型的查询中，DNS 解析器会立即提供答案，要么是因为它对记录具有权威性，要么是因为它已将记录存储在缓存中。在非递归查询中，由于可以立即返回响应，因此无需进行额外的查询。

DNS 查找的步骤是什么？

DNS 查找是计算机用于查找域名 IP 地址的过程。以下是该过程的工作原理：

1. 您在浏览器中输入一个网站地址（例如，www.shopify.com）。
2. 您的计算机会检查其本地缓存。如果您之前访问过该网站，浏览器可能已记住该 IP 地址，从而跳过此过程并直接带您访问该 IP 地址。
3. 如果地址不在缓存中，它会向 DNS 递归解析器发送请求。
4. DNS 递归解析器会返回该网站顶级域（TLD）的 IP 地址，并向域名服务器发出请求。
5. 权威 DNS 服务器会提供该网站的 IP 地址。
6. IP 地址会从 DNS 解析器传回您的计算机。
7. 您可以访问该网站。

什么是 CNAME 记录？

规范名称（CNAME）记录用于在 DNS 查找过程中将一个域名别名指向另一个域名。

例如，尝试解析子域名 www.example.com 的 DNS 客户端会通过 CNAME 记录被重定向到根域名（在本例中为 example.com）。

CNAME 记录的常见用途包括：

• 将用户从自有域名重定向到主网站。例如，输入网址 gogle.com 会将用户重定向到 google.com，尽管存在拼写错误。
• 提供独立的主机名。为运行在不同端口上的特定网络服务提供独立主机名——例如，允许文件传输协议 (FTP) 服务器和 Web 服务器在同一 IP 地址的不同端口上运行。
• 注册本地化域名并将它们指向主网站。例如，如果您的主网站托管在 example.com，而您希望将来自 example.ca、example.co.uk 和 example.us 的用户重定向到同一网站。

DNS 是浏览互联网的重要组成部分

如果没有域名系统 (DNS)，就无法浏览互联网——每个互联网服务提供商都使用它。DNS 相当于虚拟电话簿，它将域名与 IP 地址连接起来，引导用户访问他们想要的网站。

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