计算机网络-应用层-DNS域名系统

1 简介

域名系统用来方便人们把机器名字转换为IP地址，比如我输入www.baidu.com，这是一个域名，单不是ip地址，要转化成ip地址才能访问此网站。

至于为什么不直接用域名来访问而要用ip地址呢，因为ip地址是固定的32位或128位，便于机器的处理，而域名往往随机性更大。

域名解析为ip是互联网上的许多域名解析服务器完成的。当某个客户进程需要一个域名的ip时，就把带解析的域名放在DNS请求报文中，以UDP方式发给本地域名服务器，本地域名服务器在查找域名后，把对应ip地址放在回答报文中发回。

如果本地域名服务器没有找到对应的ip地址，那它就成为一个临时的客户，以相同方式向其他域名服务器发送请求。

2 互联网的域名结构

mail.cctv.com
com是顶级域名
cctv是二级域名
mail是三级域名

每一级域名不超过63个字符，不区分大小写，总共不超过255个字符。

3 域名服务器

根域名服务器：是最重要的域名服务器，不管哪个本地域名服务器，要对互联网上的任何一个域名进行解析，只要自己无法完成，就会求助于根域名服务器。
根域名服务器是由13套装置组成的13组根域名服务器，只有13个域名，但服务器分布于全球。
一般本地服务器向根域名服务器查询时，根域名服务器不会直接返回IP地址，而是告诉本地服务器该到哪一个顶级域名服务器进行查询。

顶级域名服务器：负责管理所有注册在该顶级域名下的二级域名。

权限域名服务器：负责一个区的域名服务器。

本地域名服务器：主机最先查询的服务器。

为了提高可靠性，域名服务器都会把数据复制到其他几个辅助域名服务器中保存，当主服务器出现故障时，会借助于辅助域名服务器进行DNS查询工作。复制只从主服务器复制到辅助服务器，修改时只修改主服务器，保证了数据的一致性。

3 域名解析过程

递归查询主机向本地域名服务器查询DNS一般采用递归查询，即主机向本地域名服务器询问，如果本地域名服务器不知道，那么它就把自己当做客户，向其他域名服务器继续发送请求。主机最后只会收到查询结果，或者错误报告，不需要自己一个一个的查询。

迭代查询本地域名服务器向根域名服务器进行DNS查询时，一般使用迭代查询。即根域名服务器收到本地域名服务器的请求时，一般不会直接返回IP地址，而是返回下一步应该到哪个顶级服务器进行查询，之后由本地域名服务器向下一个域名服务器进行查询，如此迭代进行。

4 高速缓存的使用

为了提高DNS的效率，减少网络开销，一般主机和域名服务器中都会设置高速缓存，来记录最近查询过的域名或者从何处获得域名映射的记录。即记录此域名对应的IP，或者此域名下一步应该向哪个域名服务器进行查询。如此可以提高DNS的查询效率。

高速缓存需要定时更新来保证缓存的有效性，更新的越快则网络开销越大，更新的越慢则缓存的准确性越低，需要权衡。