计算机网络相关知识整理（四）

应用层

DNS协议

总结：先查浏览器缓存，再查系统缓存，路由器缓存，ISP，根域名服务器。递归查询就是交给别人办，迭代查询就是自己办，TCP和UDP都使用，报文长度大于512B使用TCP。

  为什么需要 DNS 解析域名为 IP 地址？

网络通讯大部分是基于 TCP/IP 的，而 TCP/IP 是基于 IP 地址的，所以计算机在网络上进行通讯时只能识别如“202.96.134.133”之类的 IP 地址，而不能认识域名。我们无法记住 10 个以上 IP 地址的网站，所以我们访问网站时，更多的是在浏览器地址栏中输入域名， 就能看到所需要的页面，这是因为有一个叫“DNS 服务器”的计算机自动把我们的域名“翻 译”成了相应的 IP 地址，然后调出 IP 地址所对应的网页。  

 

具体什么是 DNS？

DNS( Domain Name System)是“域名系统”的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，它用于 TCP/IP 网络，它所提供的服务是用来将主机名和域名转换为 IP 地址的工作。DNS 就是这样的一位“翻译官”，它的基本工作原理可用下图来表示。

 

DNS 的过程

首先是查找浏览器缓存，浏览器会保存一段时间你之前访问过的一些网址的 DNS 信息，不同浏览器保存的时常不等。如果没有找到对应的记录，这个时候浏览器会尝试调用系统缓存来继续查找这个网址 的对应 DNS 信息。

 

如果还是没找到对应的 IP，那么接着会发送一个请求到路由器上，然后路由器在自己的路由器缓存上查找记录，路由器一般也存有 DNS 信息。如果还是没有，这个请求就会被发送到 ISP（注：Internet Service Provider，互联网服务提供商，就是那些拉网线到你家里的运营商，中国电信中国移动什么的），ISP 也会有相应的 ISP DNS 服务器，一听中国电信就知道这个 DNS 服务器的规模肯定不会小，所以基本上都能在这里找得到。

 

如果还是没有的话， 你的 ISP 的 DNS 服务器会将请求发向根域名服务器进行搜索。根域名服务器就是面向全球的顶级 DNS 服务器，共有 13 台逻辑上的服务器，从 A 到 M 命名，真正的实体服务器则有几百台，分布于全球各大洲。所以这些服务器有真正完整的 DNS 数据库。如果到了这里还是找不到域名的对应信息，那只能说明一个问题：这个域名本来就不存在，它没有在网上正式注册过。或者卖域名的把它回收掉了（通常是因为欠费）。 这也就是为什么打开一个新页面会有点慢，因为本地没什么缓存，要这样递归地查询下去。     

递归查询和迭代查询

（1）递归查询：本机向本地域名服务器发出一次查询请求，就静待最终的结果。如果本地域名服务器无法解析，自己会以DNS客户机的身份向其它域名服务器查询，直到得到最终的IP地址告诉本机
（2）迭代查询：本地域名服务器向根域名服务器查询，根域名服务器告诉它下一步到哪里去查询，然后它再去查，每次它都是以客户机的身份去各个服务器查询。

通俗地说，递归就是把一件事情交给别人，如果事情没有办完，哪怕已经办了很多，都不要把结果告诉我，我要的是你的最终结果，而不是中间结果；如果你没办完，请你找别人办完。
迭代则是我交给你一件事，你能办多少就告诉我你办了多少，然后剩下的事情就由我来办。
 

DNS请求中UDP和TCP的选择

         DNS可以使用UDP/53，也可以使用TCP/53，当响应报文的长度小于512B时就使用UDP(因为UDP的最大报文长度为512B)，若响应报文的长度超过512B，则选用TCP。DNS协议关于UDP和TCP的选择通常为以下两种情况：

        （1）若DNS客户程序事先知道响应报文的长度512B，则应当使用TCP连接；

          NOTICE:主域名服务器与辅助域名服务器在进行区域传送时，通常数据量都比较大，所有DNS规定，区域传送使用TCP协议。

        （2）若解析程序不知道响应报文的长度，它一般使用UDP协议发送DNS查询报文，若DNS响应报文的长度大于512B，服务器就截断响应报文，并把TC(truncated)位置1，在这种情况下，DNS客户程序通常使用TCP重发原来的查询请求，从而它将来能够从DNS服务器中收到完整的响应。

          综上所述，我们可以得出结论：DNS客户程序在不知情（不知道DNS响应报文的长度是否超过512B）的情况下通常采用UDP与DNS服务器程序连接，在知情的情况下则采用TCP进行连接。