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DNS 的解析过程是怎样的？

知识点图片

DNS（Domain Name System，域名系统）的解析过程是将人类易读的域名（如 www.google.com）转换为机器易读的 IP 地址（如 142.250.190.46）的过程。

可以将这个过程想象成在图书馆找一本书，或者层层向上级部门询问的过程。

以下是 DNS 解析的详细步骤（假设你第一次访问该网站，没有任何缓存）：

核心角色

在介绍流程前，先认识一下几个关键角色：

  1. 客户端（Client）：你的电脑或手机。
  2. 本地 DNS 服务器（Local DNS / Recursive Resolver）：通常由你的网络运营商（ISP）提供，或者你手动设置的（如 Google 的 8.8.8.8）。它是帮你跑腿的“苦力”。
  3. 根域名服务器（Root Nameserver）：全球互联网的最高层级，管理顶级域（如 .com, .cn）。
  4. 顶级域名服务器（TLD Nameserver）：管理特定后缀的服务器（如管理所有 .com 的服务器）。
  5. 权威域名服务器（Authoritative Nameserver）：域名持有者配置的服务器，它知道最终的 IP 地址。

详细解析流程（8个步骤）

当你在浏览器输入 www.example.com 并回车时：

第一阶段：检查缓存（就在你身边找）

解析速度最快的是直接从缓存读取，不需要去互联网上问。

  1. 浏览器缓存：浏览器会先检查自己有没有访问过这个网站的记录。如果有且没过期，直接使用。
  2. 操作系统缓存（OS Cache / hosts 文件）：如果浏览器没找到，会去问操作系统。操作系统会检查本地的 hosts 文件和 DNS 缓存。
  3. 路由器缓存：如果电脑也没找到，请求会发给路由器，路由器通常也有 DNS 缓存。

第二阶段：递归查询（委托给本地 DNS 服务器）

如果本地都没找到，请求就会发给本地 DNS 服务器（LDNS）。

  1. ISP DNS 缓存：本地 DNS 服务器收到请求后，先查自己的缓存。如果有，直接返回给你。如果没有，它就要开始“跑腿”了。

第三阶段：迭代查询（全球接力问路）

本地 DNS 服务器代表你去互联网上层层询问。

  1. 询问根域名服务器（Root Server）：

    • 本地 DNS 问根服务器：“你知道 www.example.com 的 IP 是多少吗？”
    • 根服务器回答：“我不知道具体 IP，但它是 .com 结尾的。我给你 .com 顶级域名服务器 的地址，你去问它。”

  2. 询问顶级域名服务器（TLD Server）：

    • 本地 DNS 根据刚才得到的地址，去问 .com 服务器：“你知道 www.example.com 的 IP 吗？”
    • .com 服务器回答：“我不知道具体 IP，但我知道 example.com 这个域名是在哪家注册的。我给你它的 权威域名服务器 的地址，你去问它。”

  3. 询问权威域名服务器（Authoritative Server）：

    • 本地 DNS 去问权威服务器：“你是 example.com 的老大，你应该知道 www.example.com 的 IP 吧？”
    • 权威服务器回答：“是的，我知道。它的 IP 地址是 93.184.216.34。”

第四阶段：返回结果与缓存

  1. 保存并返回：
    • 本地 DNS 服务器拿到了 IP，它会做两件事：
      1. 缓存这个结果（根据 TTL 时间），下次有人问同样的域名，它就不用再跑一遍了。
      2. 把 IP 返回给你的操作系统。
    • 操作系统也缓存一份，然后把 IP 给浏览器。
    • 浏览器拿到 IP，终于可以向目标服务器发起 TCP 连接（三次握手）并请求网页了。

两个重要概念

为了理解得更透彻，需要区分两种查询方式：

  1. 递归查询 (Recursive Query)：

    • 发生在你和本地 DNS 服务器之间。
    • 意思就是：“我把任务交给你了，你必须给我一个最终结果（要么是 IP，要么是报错），别让我自己再去跑。”

  2. 迭代查询 (Iterative Query)：

    • 发生在本地 DNS 服务器和根/TLD/权威服务器之间。
    • 意思就是：“我告诉你下一步去哪里找，但我不会帮你去问，你自己去问下一级。”

总结图解

plaintext 
用户
 |
(1) 输入 www.example.com
 |
 v
[ 浏览器/OS 缓存 ] --(2) 有?--> 结束
 | (没有)
 v
[ 本地 DNS 服务器 ] --(3) 有缓存?--> 结束
 | (没有，开始跑腿)
 |
 +---(4) 问根服务器 (.) ---------> [ 根域名服务器 ]
 |                                      |
 | <----(5) 回复: 去找 .com 服务器 -----+
 |
 +---(6) 问 TLD 服务器 (.com) ---> [ .com 顶级域名服务器 ]
 |                                      |
 | <----(7) 回复: 去找权威服务器 -------+
 |
 +---(8) 问权威服务器 (example.com) -> [ 权威域名服务器 ]
                                        |
   <----(9) 回复: IP 是 93.184.216.34 --+
 |
 v
[ 本地 DNS 服务器 ] (存入缓存)
 |
 v
(10) 返回 IP 给用户
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